本發明專利技術屬影像藥物領域，涉及一種用于腦腫瘤診斷的跨血腦屏障靶向多模態納米藥物，尤其是具有跨BBB受體主動靶向作用的磁性/熒光納米診斷藥物及其中間體的合成，及其在活體無創腦腫瘤多模態顯像中的應用。本發明專利技術的多模態納米診斷藥物上分別標記有腫瘤新生血管靶向基團，跨BBB轉運基團，磁性及光學影像基團。該藥物首先靶向腫瘤外周新生血管，然后通過受體介導的跨BBB轉運作用入腦并二級靶向到腫瘤細胞。通過磁共振/光學多模態成像技術，該藥物可實現腦腫瘤，特別是BBB未受破壞腦腫瘤的無創高信噪比示蹤。本發明專利技術將為腦腫瘤的手術前定位及實時影像指導下的腦腫瘤切除提供新的參考途徑。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬影像藥物領域，涉及診斷藥物，具體涉及一種用于腦腫瘤診斷的跨血腦屏障靶向多模態納米藥物，尤其是具有跨BBB受體主動靶向作用的磁性/熒光納米診斷藥物及其中間體的合成，及其在活體無創腦腫瘤多模態顯像中的應用。
技術介紹
腦腫瘤是發生于神經外胚層的腫瘤，它具有發病率、復發率、死亡率高和治愈率低等特點。腦膠質瘤是最常見的原發性腦腫瘤(占所有顱內腫瘤的69% )，也是腦腫瘤中最致命(平均5年存活率是5%)的一種。目前腦膠質瘤的治療是世界公認的難題。手術切除是腦膠質瘤治療中最主要的手段。但是，由于腦膠質瘤的彌漫性浸潤生長的特點，很難精確定位，使得在手術中從周圍的正常腦組織中精確切除它變得非常困難。因此，業內公認對腦腫瘤邊界的高信噪比示蹤是指導腫瘤準確切除的關鍵。核磁共振成像(MRI)由于組織空間分辨率高、無電離輻射等優點成為手術前腦膠質瘤定位的最主要手段。但是，MRI對腫瘤邊界的描繪常受到小分子造影劑循環時間短、血腦屏障穿透能力差和無靶向特異性等缺點限制。研究顯示，血腦屏障是保護大腦正常生理機能的生理結構，因其低通透性的影響，大約98%的小分子和絕大多數的大分子不能穿過它進入大腦。研究發現，20-30%的高級別惡性膠質瘤(II1-1V級)及絕大多數低級別膠質瘤(1-1I級)因血腦屏障完好原因在注射小分子造影劑后沒有出現任何信號增強。因此，創建具有跨血腦屏障并具有受體靶向性的探針是實現膠質瘤(特別是血腦屏障尚未破壞的月父質瘤)聞彳目噪比不蹤的關鍵。研究表明，腦毛細血管內皮細胞上的低密度脂蛋白受體相關蛋白(LRP)可以通過轉胞吞作用將內源性蛋白和小分子轉運入腦。而多肽Angiop印-2作為LRP的配體，表現出比轉鐵蛋白和抑肽酶等腦祀向配體更強的跨血腦屏障作用[Demeule, M et al,J.Pharmacol.Exp.Ther.2008, 324,1064 ；Demeule,M et al,J.Neurochem.2008,106,1534 ；Ke, W et al,Biomaterials 2009，30，6976.]。更重要的是，LRP不僅在腦毛細血管內皮細胞上有表達，它在腦腫瘤中也高度表達[Maletinska, L et al, Cancer Res.2000,60, 2300.] 這表明Angiopep-2將有望特異性引導影像藥物穿越血腦屏障并祀向腦膠質瘤。現有技術公開了有關樹枝狀大分子聚乙二胺(PAMAM)因其內在性質適合生物醫學的應用。所述PAMAM具有一系列的大小尺寸，被稱為“代(generation) ”，可根據應用需要精確細調分子大小作為，新型藥物載體可以標記多個順磁性基團(標記位點取決于PAMAM的代數)，組成具有較小分子磁性基團馳豫率更高的顯像劑。以低代數的樹枝狀高分子為載體的顯像劑，包括G2 ( 二代，3nm)、G3 (三代，5nm)和G4 (四代，6nm)造影劑通過腎臟快速排泄。但由于減少了外滲，它們依然比Gd-DTPA能更好地顯示血管結構。中等代數的樹枝狀高分子為基礎的試劑，包括G5(五代，7nm)和G6(六代，9nm)造影劑，由于長循環時間而部分通過肝膽管排泄。而對于G7(七代，1lnm)和G8(八代，13nm)而言，幾乎完全是通過肝膽系統排泄，更高代數的則被肝脾等的網狀內皮系統所捕獲。光學成像作為新興影像技術具有高靈敏度，無電離輻射，成本低廉等優點。但由于光在組織上的低穿透率，漫反射和自發熒光等原因，光學成像分辨率較低。業界認為，光學成像和磁共振成像相結合優勢互補的多模式影像技術能夠提供較單一影像技術更加靈敏和高分辨率的示蹤效果。近年來，光學成像中近紅外突光(Near-1nfrared Fluorescence)探針的研究悄然興起。近紅外熒光材料的最大吸收和發射波長為650 900nm。在此范圍內，生物體對近紅外熒光的吸收率低、光散射也較弱，使得近紅外光能夠穿透更深組織。該區域內的低背景熒光亦能增加熒光技術的靈敏度。這些特點也使NIR技術在生物成像領域發揮重要作用，如手術中的實時熒光引導、組織學邊界狀態分析等。目前尚未見具有跨BBB 二級靶向多模態納米診斷藥物的報道。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供新的用于腦腫瘤診斷的跨血腦屏障靶向多模態納米藥物，尤其是具有跨BBB受體主動靶向作用的磁性/熒光納米診斷藥物。本納米藥物能克服現階段小分子造影劑循環時間短，磁豫率低，無靶向性，特別是血腦屏障(BBB)尚未破壞的腦腫瘤難以準確示蹤等缺點，實現腦腫瘤,特別是BBB未受破壞腦腫瘤的無創高信噪比示蹤。本專利技術的進一步目的是提供上述納米藥物在活體無創腦腫瘤多模態顯像中的應用。具體而言，本專利技術的用于腦腫瘤診斷的跨血腦屏障靶向多模態納米藥物是一種對血腦屏障未受破壞腦腫瘤具有二級靶向示蹤功能的多模態診斷藥物，其特征在于，由樹枝狀高分子作為載體，與Angiop印-2肽鏈和c[RGDyK]環肽連接制成結構為Den-(NIRP)x- (MRICA) y- (PEG-c [RGDyK]) z- (PEG-Angiopep-2) v的跨血腦屏障靶向多模態納米藥物。其中，Den代表作為影像藥物載體的樹枝狀高分子；本專利技術的實施例中，優選Den為2-8代的聚酰胺樹枝狀高分子； NIRP為熒光基團，X代表標記在載體上熒光基團數目；NIRP以酰胺鍵形式標記到所述樹枝狀高分子上；本專利技術的實施例中，NIRP為包括熒光素，羅丹明，IR783、Cy5.5等在內的熒光基團；本專利技術中優選近紅外熒光基團Cy5.5 ；MRI CA為Tl加權順磁性基團，y代表標記在載體上順磁性基團數目'Ck以酰胺鍵形式標記到樹枝狀高分子上；本專利技術的實施例中，MRI CA為包括Gd-DOTA，Gd-DTPA在內的釓金屬配合物；PEG為聚乙二醇，c [RGDyK]環肽及Angiop印_2肽通過雙功能化PEG橋連到樹枝狀高分子上代表載體上PEG-c [RGDyK]標記數目，v代表載體上PEG-Angiop印-2標記數目；本專利技術中，用于橋連多肽的雙功能化PEG的兩端分別是N-羥基琥珀酰亞胺酯和馬來酰亞胺；用于橋連Angiop印-2的雙功能化PEG的兩端分別是伯胺基和馬來酰亞胺；本專利技術中，PEG上的馬來酰亞胺與樹枝狀高分子上伯胺基反應得到Den-PEG中間產物。本專利技術中，c[RGDyK]環肽上的伯氨基與PEG上的N-羥基琥珀酰亞胺酯反應得到PEG-c [RGDyK] ；PEG上的馬來酰亞胺與樹枝狀高分子上伯胺基反應得到通過PEG橋連的Den-PEG-c [RGDyK]化合物。本專利技術中，PEG上伯胺基與3-(2-吡啶二巰基)丙酸N-羥基琥珀酰亞胺酯反應得到修飾有吡啶二巰基的PEG。本專利技術中，在氨基酸序列為TFFYGGSRGKRNNFKTEEY的Angiop印-2肽鏈C端引入半胱氨酸得到序列為TFFYGGSRGKRNNFKTEEYC的新肽鏈；新肽鏈半胱氨酸上的巰基與標記在樹枝狀高分子上的2-吡啶二巰基縮合得到通過PEG橋連的Den-PEG-Angiop印-2化合物。本專利技術用動態光散射的方法測定納米影像藥物的流體動力學粒徑分布和Zeta電位，結果顯不，Den-Angio-RGD和Den-RGD的平均直徑是15.6nm和13.2nm,平均Zeta電位本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于腦腫瘤診斷的跨血腦屏障靶向多模態納米藥物，其特征在于，由樹枝狀高分子作為載體，與Angiopep?2肽鏈和c[RGDyK]環肽連接制成跨血腦屏障靶向多模態納米藥物，其結構為：Den?(NIRP)x?(MRICA)y?(PEG?c[RGDyK])z?(PEG?Angiopep?2)v；。其中，Den為影像藥物載體的樹枝狀高分子；NIRP為熒光基團，x代表標記在載體上熒光基團數目；NIRP以酰胺鍵形式標記到所述樹枝狀高分子上；MRI?CA為T1加權順磁性基團，y代表標記在載體上順磁性基團數目；CA以酰胺鍵形式標記到樹枝狀高分子上；PEG為聚乙二醇，c[RGDyK]環肽及Angiopep?2肽通過雙功能化PEG橋連到樹枝狀高分子上；z代表載體上PEG?c[RGDyK]標記數目，v代表載體上PEG?Angiopep?2標記數目。
【技術特征摘要】
1.一種用于腦腫瘤診斷的跨血腦屏障靶向多模態納米藥物，其特征在于，由樹枝狀高分子作為載體，與Angiopep-2肽鏈和c [RGDyK]環肽連接制成跨血腦屏障祀向多模態納米藥物，其結構為=Den- (NIRP) x- (MRICA) y- (PEG-c [RGDyK]) z- (PEG-Angiopep-2) v ；。其中，Den為影像藥物載體的樹枝狀高分子； NIRP為熒光基團，X代表標記在載體上熒光基團數目；NIRP以酰胺鍵形式標記到所述樹枝狀高分子上； MRI CA為Tl加權順磁性基團，y代表標記在載體上順磁性基團數目；CA以酰胺鍵形式標記到樹枝狀高分子上； PEG為聚乙二醇，c [RGDyK]環肽及Angiop印-2肽通過雙功能化PEG橋連到樹枝狀高分子上；z代表載體上PEG-c [RGDyK]標記數目，v代表載體上PEG-Angiop印-2標記數目。2.按權利要求1所述的用于腦腫瘤診斷的跨血腦屏障靶向多模態納米藥物，其特征在于，所述的樹枝狀高分為2-8代的聚酰胺樹枝狀高分子； 所述的熒光基團選自熒光素，羅丹明，IR783或Cy5.5 ; 所述的 MRI CA 選自 Gd-DOTA 或 Gd-DTPA。3.按權利要求1所述的用于腦腫瘤診斷的跨血腦屏障靶向多模態納米藥物，其特征在于，所述的用于橋連多肽的雙功能化PEG的兩端分別是N-羥基琥珀酰亞胺酯和馬來酰亞胺；用于橋連Angiop印-2的雙功能化PEG的兩端分別是伯胺基和馬來酰亞胺。4.按權利要求3所述的用于腦腫瘤診斷的跨血腦屏障靶向多模態納米藥物，其特征在于，PEG上的馬來酰亞胺與樹枝狀高分子上伯胺基反應得到Den-PEG中間產物。5.按權利要求3所述的用于腦腫瘤診斷的跨血腦屏障靶向多模態納米藥物，其特征在于， 所述的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李聰，高西輝，嚴蕙蕙，
申請(專利權)人：復旦大學，
類型：發明
國別省市：
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