[发明专利]一种新型脑靶向穿膜肽及其在脂质体中的应用

说明书

本发明属于医药技术中的药物制剂领域。公开了一种新型脑靶向穿膜肽及其在脂质体中的应用。本发明提出了一种与血脑屏障上乙酰胆碱受体有强结合能力的脑靶向多肽，将其命名为RVGP；在此基础上，发明了一种新型脑靶向穿膜肽，将其命名为PTB；以及PTB在递药系统中的应用，包括但不限于脂质体递药系统。在PTB修饰的脂质体递药系统中，PTB最优密度分别为2％，偶联PTB的聚乙二醇分子量为2000Da～5000Da，优选3400Da。本发明所提出的新型脑靶向穿膜肽具有全新的小窝蛋白和受体介导的细胞内化机制和内质网转运途径，有效避开了溶酶体途径的降解，在中枢神经系统疾病，尤其脑胶质瘤治疗的药物中具有光明的应用前景。

技术领域 本发明涉及计算模拟设计多肽和药学中纳米给药系统，尤其涉及脑靶向脂质体给药系统的设计和构建，属于生命科学和药学技术领域。

背景技术

由于血脑屏障(BBB，Blood-Brain Barrier)的存在，限制了超过98％的小分子及近乎100％的大分子通过血液进入脑组织^[1]。受体介导是目前研究最为广泛的一种药物递送转运方式，其凭借分子识别特异性可增加药物脑靶向，但存在受体饱和性以及药物入胞后难以溶酶体逃逸的限制，阻碍了药物的脑部递送^[2]。除了受体介导，利用静电相互作用的吸附介导也是一种促进药物跨BBB转运的有效方式。细胞穿透肽(cell penetratingpeptides，CPP)在生理条件下带有正电荷，具有细胞穿透和溶酶体逃逸能力，是一种有潜力的吸附介导多肽，但其缺乏选择性^[3]。将受体介导与吸附介导相结合，构建双重介导脂质体^[4]，取长补短，可同时实现药物靶向性与溶酶体逃逸能力，提高药物治疗指数。前期，我们发明了一种转铁蛋白和细胞穿透肽双重修饰的脑靶向脂质体，申请并获得了专利授权(《靶向脑胶质瘤的双重修饰脂质体给药系统的制备和应用》，专利号：ZL201510197807.3)，为脑胶质瘤的治疗提供了新策略。

研究表明，BBB上除了转铁蛋白受体，还高表达乙酰胆碱受体(nAChR)^[5]。狂犬病毒糖蛋白^[6]的结构域(残基175-203)中29个氨基酸所构成的RVG29与nAChR具有较高的结合能力，已在脂质体^[7]、壳聚糖^[8]、外涵体^[9]、纳米粒^[10]等多种给药系统得到应用，对于药物的脑递送起到了重要作用。

但目前存在的问题是(1)RVGP29具有29个氨基酸，其制备合成困难、产量低、体内应用易产生免疫原性，亟需发明一种与乙酰胆碱受体结合能力更强、氨基酸数目更少的短肽，应用于脑靶向递药系统的修饰。(2)除了我们之前发明中所设计的受体介导多肽和吸附介导多肽同时修饰脂质体构建双重介导脂质体之外，将脑靶向多肽与多聚精氨酸直接偶联是否也是一种双重介导方式？以及它的作用机制如何？这些问题尚不清楚，亟需在分子水平阐明这种直接偶联方式形成的单一多肽分子与BBB的作用机制，发明一种同时具有脑靶向和细胞穿透及溶酶体逃逸能力的新型多肽，为其在递药系统中的应用提供更广泛的前景。

2013年Martin Karplus，Michael Levitt和Ariech Warshel因其在“复杂化学系统中的多尺度模拟”的贡献被授予诺贝尔化学奖。多尺度模拟可依次划分为量子力学(quantum mechanics，QM)计算、全原子分子动力学(all-atom molecular dynamics，AAMD)模拟、粗粒化动力学(coarse-grained molecular dynamics，CGMD)^[11]、耗散动力学模拟(Dissipative Particle Dynamics Simulation，DPD)^[12]等，研究的对象尺度也从微观逐步放大到介观，可以对不同精度的分子作用进行分析，为药物制剂在体内外的研究拓展了新的方法和思路。