[发明专利]一种靶向肿瘤细胞线粒体的肽基纳米药物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种靶向肿瘤细胞线粒体的肽基纳米药物及其制备方法与应用。它是将疏水性抗癌药物‑氯尼达明（LND）和亲水性‑轮环藤宁(Cyclen)，通过共价修饰连接到自组装短肽序列上制得的多肽衍生物LND‑GFFYK‑cyclen。该产物能够通过分子间非共价相互作用自组装形成肽基纳米药物，并用于肿瘤特异性及协同性放化疗治疗，其特点是：合成简单，可重复性高，生物相容性好，临床转化潜力大。同时，与游离LND相比，本发明得到自组装肽基纳米药物能够通过靶向线粒体，显著提高LND对肿瘤细胞的选择性杀伤作用及放化疗协同治疗的效果，具有良好的临床转化和应用前景。

技术领域

本发明属于纳米生物医药材料领域，涉及一种靶向肿瘤细胞线粒体的肽基纳米药物的制备方法及其在增强氯尼达明体内外抗癌活性中的应用。

背景技术

目前，放化疗联合治疗仍然是临床治疗大多数癌症的常用方法。相比于单一的化疗或放疗，放化疗联合治疗能够在一定程度上提高治疗疗效，避免肿瘤耐药及转移。但是，受限于小分子化疗药物或放疗增敏剂缺少对肿瘤细胞的选择性，放化疗治疗仍然无法避免对正常组织及细胞带来的严重的毒副作用。因此，如何最大化提高放化疗抗肿瘤疗效并同时降低其毒副作用，是临床放化疗治疗面临的主要难题之一。

线粒体是癌细胞内的重要细胞器，在肿瘤生长、繁殖及凋亡方面发挥着不可或缺的作用。线粒体膜电位去极化将会导致细胞色素C及Smac蛋白的释放，从而激活Caspase-9、Caspase-3等凋亡蛋白的表达，并启动线粒体凋亡途径最终诱导癌细胞凋亡。另外，线粒体功能紊乱引起的氧化应激升高也与放射敏感性密切相关。因此，设计新型的线粒体靶向纳米药物，对于最大化提高放化疗的特异性及协同性显得十分必要。然而，由于线粒体致密的双层脂质膜结构以及其较高的负电位，一般的小分子药物很难靶向作用于线粒体。基于多肽自组装形成的肽基纳米载体，由于具有容易设计合成、生物相容性好、易降解等优势在抗癌药物递送方面展现出了较好的应用前景。假设将疏水性自组装短肽链与带正电荷的轮环藤宁共价结合，得到的肽基纳米载体将同时具有亲脂性和阳离子两大属性，从而有望作为一种新型的纳米载体体系用于抗癌药物的线粒体靶向性递送。

氯尼达明（LND），作为一种糖酵解抑制剂，其能通过选择性抑制癌细胞能量代谢发挥抗癌疗效。目前，LND已经被用于临床前多种癌症的治疗研究，包括乳腺癌、肺癌、前列腺癌以及脑瘤等。但是，由于它的小分子属性，LND到达肿瘤部位的量很少，表现出较低的生物利用度和较强的肝脏毒性，从而限制了其在临床的推广与应用。因此，通过合理的设计使LND形成能够靶向到线粒体的肽基纳米药物，有望显著提高其肿瘤选择性及抗癌疗效，对于加快推进其临床癌症治疗应用具有重要的意义。

发明内容

本发明旨在开发一种靶向肿瘤细胞线粒体的自组装肽基纳米药物，并将其应用于特异性及协同性放化疗治疗以提高氯尼达明的抗肿瘤效果。

本发明的自组装肽基纳米药物将具备以下一些优势：1）肽基纳米载体基本由氨基酸构成，具有良好的生物相容性和生物可降解性；2）提高疏水性药物氯尼达明的溶解性和生物利用度；3）能够通过靶向线粒体在肿瘤细胞内更多富集滞留，增强氯尼达明对肿瘤细胞的选择性作用；4）兼具化疗和放疗增敏的作用，实现放化疗协同治疗。

为实现上述目的，本发明公开了如下技术内容：

一种靶向肿瘤细胞线粒体的肽基纳米药物，其特征在于它是将氯尼达明和轮环藤宁分别共价结合在疏水性短肽的两端，得到的多肽衍生物能够在水溶液中通过分子间非共价键相互作用自组装形成微观形貌为纳米纤维的纳米药物，其化学结构如下：