载多柔比星透明质酸聚合物胶束的制备及其抗肿瘤活性
邱立朋1,2,龙苗苗1,田晨敏3,李 玲3,陈大为1,3*
(1. 沈阳药科大学药学院,辽宁沈阳 110016;2. 江南大学药学院,江苏无锡 214122;3. 苏州大学药学院,江苏苏州 215123)
透明质酸(hyaluronic acid,HA) 是一种体内广泛存在的糖胺多糖,在维持细胞外基质结构及调节细胞内活动方面都起着重要的作用,其结构中有羧基、羟基和酰胺基,有利于载体材料的修饰[1],因此在药物传递系统中应用广泛。HA 作为肿瘤靶向载体,主要通过受体介导作用,增加病灶区的药物浓度,达到靶向治疗的目的[2]。CD44 受体是肿瘤细胞表面最重要的HA 受体,是与HA 结合的主要部位。它可增强HA 与肿瘤细胞结合和内化的能力,对肿瘤血管的生成、肿瘤转移性及侵袭性等具有重要的调节作用[3]。
本课题组前期合成了透明质酸- 聚组氨酸(HPH) 两亲性载体材料,并考察了其pH 敏感特性及PHis 取代度对抗肿瘤活性的影响[9]。本研究在此基础上制备了载多柔比星(doxorubicin,1) 的聚合物胶束(1/HPH),并考察其在不同肿瘤细胞及正常细胞中的体外抗肿瘤活性。
1 仪器与试药
JY92- Ⅱ DN 型超声波细胞破碎仪( 宁波新芝科器研究所);NicompTM 380 型激光粒度电位测定仪( 美国PSS公司);UV-2600 型紫外分光光度计( 日本Shimadzu 公司);FE20型实验室pH 计( 梅特勒- 托利多仪器有限公司);H-600
型透射电镜( 日本Hitachi 公司);ELX808IU 型酶标仪( 美国Bio-Rad 公司);FACSCalibur 型流式细胞仪( 美国BD公司)。
2 方法与结果
2.1 HPH 聚合物的pH 敏感性考察
称取HPH 聚合物50 mg 溶于蒸馏水20 ml 中,加入1 mol/L 盐酸调至pH 1.2,然后用0.01 mol/L氢氧化钠溶液缓慢滴定,记录滴定体积及pH 值。同时,以相同浓度的氯化钠为对照组进行滴定。重复试验3 次。以氢氧化钠溶液体积为横坐标,pH值为纵坐标绘制滴定曲线,结果见图1。由于组氨酸的咪唑基团同时具有质子化与去质子化的能力,在滴定过程中可不断结合、脱去质子,因此与氯化钠对照组相比,HPH 聚合物表现出一定的缓冲能力,具有pH 敏感的特性。
2.2 载药聚合物胶束的制备
称取1 盐酸盐50 mg,溶于丙酮∶甲醇(1 ∶ 1)4 ml 中,加入三乙胺25 μl,室温避光条件下搅拌(1 600 r/min)12 h,旋转蒸除有机溶剂后,加入蒸馏水搅拌过夜,过滤除去未脱盐的1 盐酸盐,冷冻干燥即得1。
2.3 粒径及ζ 电位
取适量胶束溶液,用PBS 稀释后,采用粒径电位测定仪测定粒径、粒度分布及ζ 电位值。结果表明1/HPH 胶束的平均粒径为(212.2±11.9)nm(n=3)( 图2A),多分散系数(PDI) 为0.28±0.02,ζ 电位为(-11.91±0.66)mV(n=3),说明制备的胶束粒径均一,表面的负电荷能防止胶束间的聚集。将载药胶束混匀后滴至覆有支持膜的铜网上,室温干燥后用透射电镜(TEM) 观察并拍摄照片( 图2B)。可见,1/HPH 胶束的形态呈类球形,分布较为均匀。
2.4 载药量及包封率
采用UV 法在479 nm 处测定1 的吸光度(D)。本试验中,1 浓度( c) 在1 ~ 32 μg/ml 范围内与D 线性关系良好,标准曲线方程为D=1.89×10- 2c–7×10-4,R2=0.999 8;低、中和高浓度( 2、12 和32 μg/ml) 样品的日内RSD 为2.1%、0.60%和0.27%,日间RSD 为2.67%、1.13%和0.44% (n=5);回收率RSD 为1.61%、0.50%和0.54% (n=3)。
2.5 体外药物释放
采用动态透析法考察载药胶束的体外释放行为。精密量取聚合物胶束溶液2 ml,置透析袋( 截留相对分子量3 500) 内,扎紧袋口后投到pH 7.4、6.0和5.0 的PBS( 释放介质)20 ml 中,于(37±0.5)℃、100 r/min 振摇下试验。分别于1、2、4、6、8、12
和24 h 取样1 ml( 同时补充同温等量的新鲜释放介质),在479 nm 处测定D 值,计算介质中药物含量和累积释放率。1/HPH 胶束在不同pH 值介质中的释放曲线见图3。
2.6 HPH 载体的细胞毒性
HPH载体对肿瘤细胞MCF-7 和A549 及正常成纤维细胞L929 均无明显毒性,细胞存活率都在90%以上,表明HPH 空白胶束的细胞毒性较低,可作为抗肿瘤药的传递载体。
2.7 载药胶束的毒性作用
1/HPH 胶束对CD44 受体高表达的肿瘤细胞具有较好的靶向作用,而对正常细胞的毒性较低,这可提高抗肿瘤药对肿瘤的疗效,降低对正常组织的不良反应。
2.8 载药胶束的细胞摄取
由图6 可见,MCF-7 细胞在3 个时间点的相对摄取速率都显著高于其他2 种细胞(P<0.05);且相对摄取速率远大于100%,表明胶束经CD44 受体介导的内吞速率要大于游离药物的被动扩散速率。
3 讨论
两亲性的HPH 聚合物能在水性环境中自组装形成具有核壳结构的纳米胶束,其内核可通过疏水作用力包载疏水性小分子抗肿瘤药。所制备的胶束粒径约为200 nm,比文献报道的嵌段共聚物胶束的粒径稍大[9],这可能是由于HA 链较长,疏水基团需要取代到一定程度后粒径才可能减小。之前的研究结果也表明,PHis 取代度对胶束粒径的影响较大[10]。此外,本研究制备的胶束载药量较高,原因是使用胶束包封疏水性的碱基1。因此,随着时间的延长,胶束与游离1 的荧光比值降低。对于L929 细胞,由于表面CD44 受体的表达量很低,
胶束和游离1 都是通过其他非竞争性方式入胞,因此,时间的延长对胶束的相对摄取速率影响不大。
作者简介:邱立朋(1984—),男,博士,讲师,从事纳米靶向传递
系统研究。
E-mail:flyqlp@163.com
通信联系人:陈大为(1959—),男,教授,博士生导师,从事肿瘤
靶向给药系统研究。
Tel:0510-85911900
E-mail:chendawei@syphu.edu.cn
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