CN103816548A

CN103816548A - 靶向亲水性聚合物-雷公藤甲素结合物

Info

Publication number: CN103816548A
Application number: CN201410087281.9A
Authority: CN
Inventors: 雷建都; 戴林; 何静; 邓丽红; 刘静; 王潞莹
Original assignee: Beijing Forestry University
Current assignee: Beijing Forestry University
Priority date: 2014-03-11
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2014-05-28

Abstract

靶向亲水性聚合物-雷公藤甲素结合物(I)，其中，P为水溶性聚合物；D为雷公藤甲素；T为靶向分子；L、Z为连接基团。该结合物提高了雷公藤甲素的水溶性，降低其毒性并延长了其在生物体中的循环半衰期。

Description

靶向亲水性聚合物-雷公藤甲素结合物

技术领域

本发明涉及一种靶向水溶性聚合物-雷公藤甲素结合物及其制备方法，具体涉及一种叶酸类化合物-聚谷氨酸-雷公藤甲素前体药物及其制备方法。

背景技术

雷公藤（Tripeterygium wilfordii）属卫茅科植物，又名黄藤、黄藤木、典蜡藤、断肠草等。本属植物在我国主要分布在长江流域以南的浙江、湖南、安徽、福建、、广东、广西、云南等省以及东北长白山地区。本品作为草药在民间流传已久，主要药用部分是根，具有活血化癖、清热解毒、消肿散结、杀虫止血等功效，但有毒。近几年来研究表明雷公藤具有抗炎、抗菌、免疫抑制、抗生育、抗肿瘤等作用，在类风湿性关节炎、肾炎、银屑病、哮喘、红斑狼疮及各种皮肤病，均取得了不同程度的疗效。

在雷公藤的各种成分中，二萜类化合物药效最强。雷公藤甲素，也叫雷公藤内酯醇，是研究最多的成分，它是治疗肿瘤的主要有效成分之一，亦是主要有毒成分。对白血病患者离体白细胞有明显的抑制或杀灭作用。0.1和0.25mg/kg对小鼠L1210、P388具有明显活性，生命延长率在159%以上，并使部分动物长期存活。雷公藤甲素对检测的三个国内胃癌细胞系均显示较明显的生长抑制作用。

雷公藤甲素纯品为白色柱状结晶，几乎不溶于水，并且毒副作用大。这些缺点大大妨碍了其在临床应用方面的进一步推广。因此在提高雷公藤甲素水溶性的同时，降低其毒性，提高药物的药理学半衰期，增强其稳定性及到达靶部位的几率，改变给药途径和改善生物利用度，和水溶性高分子聚合物键合成为本发明的目的。

聚谷氨酸（Polyglutamic acid，PGA）最早发现于1937年。研究人员在炭疽芽胞杆菌与糖化菌的细胞荚膜中发现PGA，是某些微生物荚膜的主要成分之一。之后在枯草芽胞杆菌和纳豆杆菌中也发现PGA。PGA是由谷氨酸单元以肽键的形式缩合而成的一种类多肽分子。

PGA具有以下突出的优点：（1）生物可降解性，PGA在体内可被溶酶体降解为内源性谷氨酸而直接被生物体吸收；（2）易修饰性， PGA主链上大量羧基易于修饰、易于和药物结合；（3）增溶性， PGA可以增加药物的溶解度和稳定性。PGA这些特性使得它成为了一种非常理想的药物载体。

叶酸类化合物受体在一部分人体肿瘤（卵巢癌、宫颈癌、子宫内膜癌、乳腺癌、结肠癌、肺癌、脉络膜癌、室管膜细胞癌等）细胞表面过分表达，而正常组织很少有叶酸受体过分表达。它们有潜力作为抗癌治疗靶点，能被化疗、免疫治疗、放射治疗以及基因治疗等多种途径利用。叶酸类化合物与肿瘤特异性单克隆抗体相比，具有费用低、化学稳定性和生物稳定性高、体积小等优点，而且叶酸类化合物配体与受体的结合具有特异性、选择性、饱和性等特点。因此叶酸类复合物作为肿瘤诊断和治疗药物具有很大的研究开发前景。相关药物Vintafolide（一种针对叶酸受体的小分子偶联物，目前被用于铂类耐药性卵巢癌，以及在非小细胞肺癌）已经进入临床2期研究。

因此，本发明的目的是通过化学方法用聚谷氨酸水溶性聚合物与叶酸类化合物、雷公藤甲素结合，由此提高雷公藤甲素的溶解性，并使其具有靶向性，降低其毒副作用，延长雷公藤甲素在生物体中的循环半衰期，以保证适当的药物浓度和提供缓释功能。

发明内容

按照本发明的一个方面，提供了通式(I)的靶向水溶性聚合物-雷公藤甲素结合物：

(I)

其中：

P为水溶性聚合物，选自由α-聚谷氨酸、γ-聚谷氨酸等所组成的组；

n是一整数，最大不超过P上的端基活性官能团数；

L为连接基团，选自由O(CH₂)_kCO、O(CH₂)_kOCO、O(CH₂)_kKNHCO、NH(CH₂)_kOCO、NH(CH₂)_kNHCO、NH(CH₂)_kCO组成的组，其中k为0～6的整数；

T为靶向分子，选自叶酸类化合物；

Z为连接基团，选自由酯基、碳酸酯和氨基酸酯基组成的组；

D为雷公藤甲素。

在本发明的优选实施方案中，聚谷氨酸优选γ-聚谷氨酸。

在本发明的优选实施方案中，所述的结合物为以下通式表示的叶酸-水溶性聚合物-雷公藤甲素结合物：

其中：

P为水溶性聚合物，优选γ-聚谷氨酸；

n是一整数，最大不超过P上的端基活性官能团数；

T为靶向分子，优选叶酸；

Z为连接基团，选自由酯基、碳酸酯和氨基酸酯基组成的组；

根据本发明，其提供包含上述结合为的药物组合物。

本发明的优点是通过水溶性聚合物的改性可对雷公藤甲素的结合药物提供保护，提高了其稳定性和水溶性，并延长了雷公藤活性提取物在生物体中的循环半衰期，保证了适当的药物浓度和提供缓释功能；另外叶酸分子实现了药物的主动靶向，降低了毒性。

具体实施方式

本发明的结合物可如下制备：雷公藤甲素上的羟基直接与聚谷氨酸上的羧基结合；或先对雷公藤甲素进行改性（如与氨基酸），然后再与聚谷氨酸结合。

现在以γ-聚谷氨酸作为聚谷氨酸的例子进行说明。但应理解的是，本发明的聚谷氨酸并不仅限于γ-聚谷氨酸，还可使用α-聚谷氨酸等。

α-聚谷氨酸和γ-聚谷氨酸的结构式可如(II) 、(III)所示：

(II)

(III)

n为任何整数，表征其聚合度。

对聚谷氨酸而言，一般采用分子量予以表示，只要使形成结合物的聚谷氨酸的分子量为10,000～60,000道尔顿，这相当于，n为大约75～385。更优选为，n为75、153、230、308和385，这分别相应于分子量为10,000、20,000、30,000、40,000和5,0000。由于通常由其平均分子量而非自重复单元限定的起始聚谷氨酸化合物的潜在不均一性，优选用分子量表征聚谷氨酸聚合物，而不是用整数n表示聚谷氨酸聚合物中的自重复单元。各种分子量的起始聚谷氨酸化合物可以通过本领域中的已知方法制备或者可以从商业来源得到。

雷公藤甲素（triptolede）的化学结构如下所示：

雷公藤甲素（triptolede）

上述结构中包含羟基，可以通过酯基与聚谷氨酸结合，以达到对药物分子的有效保护和合理利用。酯基在生物体中可以通过生物降解的方式释放出药物活性成分。

叶酸（folic acid）的化学结构如下所示：

叶酸（folic acid）

其结构中包含羧基，可以通过酯基与聚谷氨酸末端氨基结合，以达到前体药物分子主动靶向的效果。

实施例1

叶酸-α-聚谷氨酸-雷公藤甲素结合物(1)的合成：50毫克雷公藤甲素，5毫克叶酸，0.2克α-聚谷氨酸(Mw 30,000)溶于10毫升无水N,N-二甲基甲酰胺中，再添加30毫克1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺，30毫克N-羟基琥珀酰亚胺，5毫克4-二甲氨基吡啶，室温搅拌，反应过夜。溶液中加入30毫升氯仿中，过滤得到固体，溶于NaHCO₃饱和溶液，透析，产物冷冻干燥。得到叶酸-α-聚谷氨酸-雷公藤甲素(1)。

(1)。

实施例2

叶酸-γ-聚谷氨酸-雷公藤甲素结合物(2)的合成：50毫克雷公藤甲素，5毫克叶酸，0.2克γ-聚谷氨酸(Mw 30,000)溶于10毫升无水N,N-二甲基甲酰胺中，再添加30毫克1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺，30毫克N-羟基琥珀酰亚胺，5毫克4-二甲氨基吡啶，室温搅拌，反应过夜。溶液中加入30毫升氯仿中，过滤得到固体，溶于NaHCO₃饱和溶液，透析，产物冷冻干燥。得到叶酸-γ-聚谷氨酸-雷公藤甲素(2)

(2)。

实施例3

叶酸-γ-聚谷氨酸-甘氨酸-雷公藤甲素结合物(3)的合成：50毫克雷公藤甲素，50毫克Boc-甘氨酸溶于10毫升无水二氯甲烷中，0 °C下加入50毫克1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺，10毫克4-二甲氨基吡啶，搅拌溶解2小时，产物依次用10毫升0.5%的碳酸氢钠洗两次，10毫升水洗一次，10毫升0.1N的盐酸溶液洗两次，10毫升饱和食盐水洗一次，最后用无水硫酸镁干燥，过滤除去不溶物，溶液真空干燥，将得到固体溶于5毫升4M的二恶烷盐酸溶液，室温搅拌反应1小时，加入50毫升乙醚，滤出固体并溶于10毫升二氯甲烷中，使用饱和碳酸氢钠将pH调为2.5，将有机相用无水碳酸镁干燥，在将产物溶于5毫升二氯甲烷用50毫升乙醚洗出，得到固体(TPL-Gly)。将所得固体与5毫克叶酸，0.2克γ-聚谷氨酸(Mw 30,000)溶于10毫升无水N,N-二甲基甲酰胺中，再添加30毫克1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺，30毫克N-羟基琥珀酰亚胺，5毫克4-二甲氨基吡啶，室温搅拌，反应过夜。溶液中加入30毫升氯仿中，过滤得到固体，溶于NaHCO₃饱和溶液，透析，产物冷冻干燥。得到叶酸-γ-聚谷氨酸-甘氨酸-雷公藤甲素结合物(3)。

(3)。

实施例4

叶酸-γ-聚谷氨酸-蛋氨酸-雷公藤甲素结合物(4)的合成：50毫克雷公藤甲素，70毫克Bsmoc-蛋氨酸溶于10毫升无水二氯甲烷中，0 °C下加入50毫克1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺，10毫克4-二甲氨基吡啶，搅拌溶解2小时，产物依次用10毫升0.5%的碳酸氢钠洗两次，10毫升水洗一次，10毫升0.1N的盐酸溶液洗两次，10毫升饱和食盐水洗一次，最后用无水硫酸镁干燥，过滤除去不溶物，溶液真空干燥，将到固体溶于10毫升无水二氯甲烷中，加入30毫克4-哌啶基哌啶，室温搅拌反应5小时，然后用10毫升0.1N的盐酸溶液洗两次，将有机相用无水硫酸镁干燥过滤，真空干燥，得到固体(TPL-Met)。将所得固体与5毫克叶酸，0.2克γ-聚谷氨酸(Mw 30,000)溶于10毫升无水N,N-二甲基甲酰胺中，再添加30毫克1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺，30毫克N-羟基琥珀酰亚胺，5毫克4-二甲氨基吡啶，室温搅拌，反应过夜。溶液中加入30毫升氯仿中，过滤得到固体，溶于NaHCO₃饱和溶液，透析，产物冷冻干燥。得到叶酸-γ-聚谷氨酸-蛋氨酸-雷公藤甲素结合物(4)。

(4)。

实施例5

叶酸-γ-聚谷氨酸-肌氨酸-雷公藤甲素结合物(5)的合成：50毫克雷公藤甲素，45毫克Boc-肌氨酸溶于10毫升无水二氯甲烷中，加入50毫克1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺，10毫克4-二甲氨基吡啶，0 °C下搅拌溶解1小时后升至室温继续反应1小时。产物依次用10毫升0.5%的碳酸氢钠洗两次，10毫升水洗一次，10毫升0.1N的盐酸溶液洗两次，10毫升饱和食盐水洗一次，最后用无水硫酸镁干燥，过滤除去不溶物，溶液真空干燥，得到固体。将所得固体溶于10毫升二氯甲烷中，加入6毫升三氟乙酸，室温搅拌反应1小时，然后用10毫升0.1N的盐酸溶液洗两次，将有机相用无水硫酸镁干燥过滤，真空干燥，得到固体(TPL-Sar)。将所得固体与5毫克叶酸，0.2克γ-聚谷氨酸(Mw 30,000)溶于10毫升无水N,N-二甲基甲酰胺中，再添加30毫克1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺，30毫克N-羟基琥珀酰亚胺，5毫克4-二甲氨基吡啶，室温搅拌，反应过夜。溶液中加入30毫升氯仿中，过滤得到固体，溶于NaHCO₃饱和溶液，透析，产物冷冻干燥。得到叶酸-γ-聚谷氨酸-肌氨酸-雷公藤甲素结合物(5)。

(5)。

实施例6

叶酸-γ-聚谷氨酸-丙氨酸-雷公藤甲素结合物(6)的合成：50毫克雷公藤甲素，50毫克Boc-丙氨酸溶于10毫升无水二氯甲烷中，加入50毫克1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺，10毫克4-二甲氨基吡啶，0 °C搅拌溶解反应1小时，升至室温继续反映1小时。产物依次用10毫升0.5%的碳酸氢钠洗两次，10毫升水洗一次，10毫升0.1N的盐酸溶液洗两次，10毫升饱和食盐水洗一次，最后用无水硫酸镁干燥，过滤除去不溶物，溶液真空干燥，将到固体溶于10毫升无水二氯甲烷中，加入30毫克4-哌啶基哌啶，室温搅拌反应5小时，然后用10毫升0.1N的盐酸溶液洗两次，将有机相用无水硫酸镁干燥过滤，真空干燥，得到固体(TPL-Ala)。将所得固体与5毫克叶酸，0.2克γ-聚谷氨酸(Mw 30,000)溶于10毫升无水N,N-二甲基甲酰胺中，再添加30毫克1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺，30毫克N-羟基琥珀酰亚胺，5毫克4-二甲氨基吡啶，室温搅拌，反应过夜。溶液中加入30毫升氯仿中，过滤得到固体，溶于NaHCO₃饱和溶液，透析，产物冷冻干燥。得到叶酸-γ-聚谷氨酸-丙氨酸-雷公藤甲素结合物(6)。

(6)。

Claims

1.通式(I)的靶向亲水性聚合物-雷公藤甲素结合物：

(I)

其中：

n是一整数，最大不超过P上的端基活性官能团数；

T为靶向分子，选自叶酸类化合物；

Z为连接基团，选自由酯基、碳酸酯和氨基酸酯基组成的组；

D为雷公藤甲素。

2.如权利要求1所述的结合物，其中所述聚谷氨酸的分子量在10,000～60,000道尔顿之间。

3.如权利要求1所述的结合物，其中叶酸类化合物包括叶酸、亚叶酸、二氢叶酸、四氢叶酸、四氢碟呤、碟酰多谷酸、2-去氨基-羟基叶酸、1-去氨基-羟基叶酸、1-去氮叶酸、3-去氮叶酸或8-去氮叶酸中的一种。

4.如权利要求1所述的结合物，其中，所述的结合物选自由：

叶酸-α-聚谷氨酸-雷公藤甲素结合物(1)；

叶酸-γ-聚谷氨酸-雷公藤甲素结合物(2)；

叶酸-γ-聚谷氨酸-甘氨酸-雷公藤甲素结合物(3)；

叶酸-γ-聚谷氨酸-蛋氨酸-雷公藤甲素结合物(4)；

叶酸-γ-聚谷氨酸-肌氨酸-雷公藤甲素结合物(5)；

叶酸-γ-聚谷氨酸-丙氨酸-雷公藤甲素结合物(6)；

组成的组。