一種核酸納米結(jié)構(gòu)抗癌復(fù)合藥物及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于納米藥物領(lǐng)域，涉及一種核酸納米結(jié)構(gòu)抗癌復(fù)合藥物及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，惡性腫瘤正在成為威脅人類生命的頭號(hào)殺手，每年癌癥在全世界范圍的患病率正逐步提高，而且，癌癥的死亡率也在不斷上升。當(dāng)前常用的治療手段有化學(xué)療法、手術(shù)治療和放射性療法，但是就現(xiàn)有的實(shí)際病例而言，任何一種手段都不能徹底地根治腫瘤，而且每種治療方法都存在一定的弊端，因而亟需一種治療手段能夠結(jié)合上述治療方法的優(yōu)勢(shì)，避免相應(yīng)的不足。
[0003]化學(xué)治療是最為常見的抑制腫瘤的方法，利用化學(xué)藥物來(lái)抑制腫瘤的增殖、轉(zhuǎn)移和浸潤(rùn)，可以有效地殺傷腫瘤，常見的化學(xué)治療的藥物有伊立替康、喜樹堿、紫杉醇、阿霉素等。作為一種抗生素，阿霉素具有多種衍生結(jié)構(gòu)，不同結(jié)構(gòu)的物理化學(xué)性能具有很大的區(qū)另IJ，因而被廣泛的研宄。作為一種廣譜性抗癌抗生素，阿霉素能夠有效地抑制DNA和RNA的擴(kuò)增，從而治療急性白血病、乳腺癌、支氣管肺癌、卵巢癌、膀胱癌、甲狀腺癌、胃癌、肝癌等。但是，由于阿霉素在體內(nèi)的代謝效果不佳，而且不能針對(duì)特定的區(qū)域進(jìn)行作用，因而會(huì)產(chǎn)生一系列不良反應(yīng)，比如脫發(fā)、骨髓抑制、嘔吐，甚至心臟衰竭。此外，與其他抗生素?zé)o異，長(zhǎng)期使用阿霉素，會(huì)導(dǎo)致腫瘤對(duì)其產(chǎn)生抗性，進(jìn)而提高癌癥治療的難度。
[0004]納米材料的誕生為抗癌藥物帶來(lái)的新的契機(jī)，納米材料具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)，特定的納米藥物載體為阿霉素等抗癌藥物提供了靶向性、可控性等性能。美國(guó)FDA已批準(zhǔn)脂質(zhì)體和聚乙二醇(PEG)干擾素-a 2a(Pegasys)作為內(nèi)包阿霉素(Doxorubicin)的藥物載體(Robby A.Petros&Joseph M.DeSimone, Strategies inthe design of nanoparticles for therapeutic applicat1ns, Nature Reviews DrugDiscovery,2010, 9, 615-627.；Vladimir P.Torchilin, Recent advances with liposomesas pharmaceutical carriers, Nature Reviews Drug Discovery, 2005, 4, 145-160.；G.Sharma, S.Anabousi,等.Liposomes as targeted drug delivery systems in thetreatment of breast cancer.J.Drug Target.2006, 14, 301-310 ；R.Duncan.Polymerconjugates as anticancer nanomedicines.Nature Review Cancer 2006, 6, 688-701)。但是現(xiàn)存的藥物載體在多功能集成、藥物可控釋放等方面仍然存在一定局限。
[0005]隨著納米材料的發(fā)展，貴金屬納米顆粒成為了腫瘤治療方面的另一研宄熱點(diǎn)，由于貴金屬納米顆粒的等離子共振效應(yīng)，使其能夠吸收可見光或者近紅外光并將其轉(zhuǎn)化為熱量釋放出來(lái)，這當(dāng)中屬金納米顆粒最具代表。由于金元素的化學(xué)性質(zhì)不活潑，金納米顆粒具備制備簡(jiǎn)單、形貌豐富、尺寸可控以及生物安全性等優(yōu)勢(shì)，而且金納米顆?？梢晕战t外光，這種光的殺傷效果小，穿透深度高。金納米顆粒容易合成、性質(zhì)穩(wěn)定，并且很容易修飾上不同的基團(tuán)，這使得金納米顆粒能夠在生物體內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定循環(huán)；相比于正常組織，金納米顆粒更容易在腫瘤區(qū)域富集，從而有效殺傷腫瘤?，F(xiàn)今已有關(guān)于金納米棒、金納米殼及金立方體等不同形貌的金納米顆粒在光熱治療方面的研宄。
[0006]DNA折紙技術(shù)的出現(xiàn)為納米材料的制備提供了一個(gè)新的出路，所謂DNA折紙技術(shù)，即是利用長(zhǎng)的單鏈核苷酸序列與若干條短的寡核苷酸序列通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)進(jìn)行雜交形成預(yù)先設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)，可以簡(jiǎn)單方便的制備結(jié)構(gòu)復(fù)雜的二維或三維DNA納米材料?；谖稚?克里克的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，DNA納米材料具備形貌可控性、可尋址性、可修飾性等優(yōu)勢(shì)，值得一提的是，作為生物大分子，DNA具有其他材料不可比擬的生物安全性，這為DNA納米材料作為藥物載體提供了強(qiáng)有力的支持。此外，由于DNA獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，使得阿霉素這一類的抗腫瘤藥物能夠嵌入DNA雙鏈之間；而經(jīng)過(guò)DNA單鏈修飾的金納米顆粒，也能依靠DNA之間的雜交連接到DNA折紙結(jié)構(gòu)上。例如CN 104368004A公開了一種用于運(yùn)載抗腫瘤藥物的核酸納米結(jié)構(gòu)及其制備方法和應(yīng)用，所述核酸納米結(jié)構(gòu)是通過(guò)DNA折紙技術(shù)構(gòu)建的任意二維和/或三維納米結(jié)構(gòu)，具體是腳手架鏈與輔助折疊的訂書釘鏈通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則進(jìn)行雜交完成自組裝而形成的核酸納米結(jié)構(gòu)。該發(fā)明所述核酸納米結(jié)構(gòu)作為抗腫瘤藥物的載體不但能夠保證其運(yùn)載的抗腫瘤藥物的抗腫瘤活性，而且能夠提高抗腫瘤藥物的靶向性，使抗腫瘤藥物在腫瘤組織中富集，顯著降低抗腫瘤藥物由于非特異性而產(chǎn)生的全身毒性。這種核酸納米結(jié)構(gòu)運(yùn)載抗腫瘤藥物的策略僅能解決化學(xué)藥物治療中存在的問(wèn)題，而不能解決其他治療手段存在的缺陷。
[0007]因此，在本領(lǐng)域期望能夠開發(fā)一種將核酸納米結(jié)構(gòu)、貴金屬納米顆粒以及化學(xué)抗癌藥物結(jié)合在一起的抗癌產(chǎn)品，以期產(chǎn)生熱療和化療的雙重效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種核酸納米結(jié)構(gòu)抗癌復(fù)合藥物及其制備方法和應(yīng)用。
[0009]為達(dá)到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0010]一方面，本發(fā)明提供了一種核酸納米結(jié)構(gòu)抗癌復(fù)合藥物，所述核酸納米結(jié)構(gòu)抗癌藥物由核酸納米結(jié)構(gòu)、化學(xué)抗癌藥物和金納米顆粒制備得到。
[0011]本發(fā)明將核酸納米結(jié)構(gòu)、化學(xué)抗癌藥物和金納米顆粒組裝在一起得到核酸納米結(jié)構(gòu)抗癌復(fù)合藥物，提高了化學(xué)抗癌藥物以及金納米顆粒在體循環(huán)中的穩(wěn)定性，以及對(duì)腫瘤細(xì)胞的靶向性，并且本發(fā)明的核酸納米結(jié)構(gòu)抗癌復(fù)合藥物對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用明顯優(yōu)于核酸納米結(jié)構(gòu)單獨(dú)負(fù)載化學(xué)抗癌藥物或金納米顆粒時(shí)對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用，可以產(chǎn)生熱療和化療的協(xié)同治療效果，使治療更加高效。
[0012]在本發(fā)明的核酸納米結(jié)構(gòu)抗癌復(fù)合藥物中，所述核酸納米結(jié)構(gòu)為利用DNA折紙技術(shù)制備的DNA 二維和/或三維納米結(jié)構(gòu)。
[0013]優(yōu)選地，所述核酸納米結(jié)構(gòu)是通過(guò)環(huán)狀長(zhǎng)序列的DNA單鏈和短序列的DNA單鏈按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則雜交組裝成的DNA納米結(jié)構(gòu)。
[0014]在本發(fā)明的核酸納米結(jié)構(gòu)抗癌復(fù)合藥物中，所述化學(xué)抗癌藥物可以為但不限于順鉑、環(huán)磷酰胺、羥基喜樹堿、阿霉素或所述藥物的藥學(xué)上可接受的鹽中的任意一種或至少兩種的組合，優(yōu)選為鹽酸阿霉素。此類抗癌藥物為能夠和DNA作用，即能夠嵌入DNA雙螺旋中的藥物。在藥物聯(lián)合應(yīng)用時(shí)，應(yīng)注意藥物之間的相互作用，例如環(huán)磷酰胺與阿霉素同用時(shí)，可增加心臟毒性，因此在藥物聯(lián)合應(yīng)用時(shí)，避免藥物相互作用而對(duì)人體產(chǎn)生毒性。本發(fā)明所述藥物組合可以為但不限于羥基喜樹堿和順鉑的組合、羥基喜樹堿和阿霉素的組合、順鉑和鹽酸阿霉素的組合、羥基喜樹堿與順鉑和阿霉素的組合、順鉑與環(huán)磷酰胺和羥基喜樹堿的組合。
[0015]在本發(fā)明的核酸納米結(jié)構(gòu)抗癌復(fù)合藥物中，所述金納米顆粒為金納米棒、金納米殼及金納米立方體，優(yōu)選為金納米棒。
[0016]另一方面，本發(fā)明提供了所述核酸納米結(jié)構(gòu)抗癌復(fù)合藥物的制備方法，所述方法包括以下步驟:
[0017](I)用DNA修飾金納米顆粒，備用；
[0018](2)將核酸納米結(jié)構(gòu)與化學(xué)抗癌藥物進(jìn)行組裝，分離純化，備用；
[0019](3)將步驟(2)得到的負(fù)載有化學(xué)抗癌藥物的核酸納米結(jié)構(gòu)與步驟(I)得到的DNA修飾的金納米顆粒進(jìn)行組裝，分離純化，得到所述核酸納米結(jié)構(gòu)抗癌復(fù)合藥物。
[0020]在本發(fā)明所述核酸納米結(jié)構(gòu)抗癌復(fù)合藥物的制備方法中，步驟(I)中所述金納米顆粒采用現(xiàn)有技術(shù)方法制備得到，例如根據(jù)Babak Nikoobakht和Mostafa A.El-Sayed.Preparat1n and Growth Mechanism of Gold Nanorods(NRs)Using Seed-MediatedGrowth Method.Chem Mater, 2003, 15 (10): 1957-1962 中所述方法進(jìn)行制備，該方法為以十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為表面活性劑，抗壞血酸為還原劑，AgNO3輔助晶種生長(zhǎng)金納米棒，具體包括晶種的合成和金納米棒的制備兩個(gè)步驟。同樣可以參考現(xiàn)有技術(shù)制備得到金納米殼和金納米立方體。
[0021]步驟(I)所述對(duì)金納米顆粒進(jìn)行DNA修飾參考文獻(xiàn)Baoquan Ding, A facilean