纳米技术在药物制剂研究中的应用

宋元博 张婷 姚沛孚

摘要：目的 利用小分子纳米药物制备技术应用于新型具有靶向性的抗粘附肽和具有免疫抑制活性的尿毒素三肽修饰的地塞米松纳米制剂的研制。方法 选择广西中医药大学动物实验中心成年雄性小鼠40只，均为耳后心肌移植小鼠模型。根据随机双盲法分组，分为纳米组（n=20）、常规组（n=20），应用抗粘附肽和尿毒素三肽修饰地塞米松合成地塞米松衍生物，鉴定结构并表征其纳米性质;完成抗粘附肽修饰和尿毒素三肽修饰地塞米松的纳米制备。胫骨Accelrys公司的MS7.0软件的Mesocale Simulation模型计算，该类可降解的多肽衍生物可自组装形成纳米颗粒。结果 纳入技术组小鼠发生骨质疏松、急性毒性显著低于常规组，而其保留抗炎活性显著高于常规组（P<0.05）。结论 新型小分子纳米制备技术，可改变临床抗肿瘤药物溶解度差的问题，完善其临床给药方式，避免大分子载体本身的漏药、代谢毒性等副作用，具有广阔的应用前景。

关键词：应用前景;药物制剂;纳米技术;地塞米松纳米制剂

【中图分类号】R97 【文献标识码】A 【文章编号】2107-2306（2021）16-01

患者长期使用地塞米松类糖皮质激素，会导致代谢和水盐代谢紊乱，出现类肾上腺皮质功能亢进综合征，如浮肿、高血压、动脉粥样硬化和血栓性疾病症状[1];另一种严重的副作用是骨质疏松和椎骨压迫性骨折;骨质疏松及椎骨压迫骨折是各种年龄患者应用糖皮质激素治疗中严重的合并症。这可能与糖皮质激素抑制成骨细胞活性，增加钙磷排泄，抑制肠内钙的吸收以及增加骨细胞对甲状旁显示的敏感性等因素密切相关。为规避或降低副作用，目前国际学者一般发展地塞米松的大分子纳米递药系统[2]。本研究通过优化小分子结构的方法合成地塞米松衍生物，发展小分子纳米药物。按照本项目方式，开发活性强、毒性小并具有可控纳米结构的新型免疫抑制剂先导结构，具有重要意义，现报道如下。

1资料和方法

1.1 实验动物 选择广西中医药大学动物实验中心的雄性成年小鼠40只，体质量25-30g，平均（27.5±2.1）g，均为耳后心肌移植小鼠模型。根据随机双盲法分组，分为纳米组（n=20）、常规组（n=20），纳米组体质量25-30g，平均（27.5±2.2）g;常规组体质量25-30g，平均（27.6±2.0）g，两组小鼠的处理模型、平均体质量等基本数据大体一致（P>0.05）。

1.2药物设计 选择糖皮质激素地塞米松为先导结构，应用尿毒素三肽、RGD肽对地塞米松进行修饰;同时引入肽链可以改善化合物的溶解度，制备具有理想纳米形貌（粒径<200nm）的小分子目标化合物的纳米体系，达到改善药物溶解度及降低用药剂量的目的。本项目采取尿毒素三肽（EDG、HGK、HGE）、含RGD肽及其逆序列肽分别连接到化合物的（图1 结构E）Lys的α羧基和ð氨基上的策略，设计本项目的目标化合物。

1.3 药物的合成与鉴定

修饰的地塞米松衍生物的合成步骤：（1）在DMSO中，NaH催化地塞米松17位羟乙酰基的羟基与溴乙酸乙酯脱HBr，将17位羟乙酰基转化为乙氧羰基甲氧乙酰基。在NaOH溶液中将17位乙氧羰基甲氧乙酰基转化为17位羧甲氧乙酰基;（12）按照标准的液相接肽法，逐步接肽，将Boc-Lys的侧链氨基与羧端游离的全保护肽的羧端偶联，将L-Lys的羧端与α-氨基游离的全保护另一种肽的N端偶联，制备全保护的八肽（或四肽、五肽），后在20%哌啶的DMF溶液中脱Fmoc制备N游离的保护肽Lys（R’2）-R’1;（3）在HATU、HOBt和NMM存在下，在无水DMF中，先将步骤1得到的地塞米松-17-羧酸与步骤2得到的Lys（R’2）-R’1偶联，再在三氟乙酸中应用三氟甲磺酸脱去全部保护基，制得多肽修饰的地塞米松衍生物。

1.4纳米结构表征：（1）测定平均粒径：从目标化合物中选择活性最好的三种化合物，采用应用Malvern公司Zeta Sizer（Nano-ZS90）型激光纳米粒度仪，连续五日测定其蒸馏水溶液（pH7.4、6.7、5.5）随浓度（1um、0.1um、0.01um、1nm、0.1nm）、温度（25°C、37°C、50°C）和时间（5天内）的粒径变化。（2）纳米粒结构测定：将活性最后的3种目标化合物配成不同浓度（1um、0.1um、1nm、0.1nm）的蒸馏水溶液、滴在特制铜网上，室温自然挥发干，在透射电子显微镜（TEM、JEM-200CXJEOL，Tokyo，Japan）下用照片記录形貌和尺寸。以已合成的DAK1a为例，其TEM图片见图3。

1.5 药理活性评价：（1）采用耳后心肌移植小鼠模型评价地塞米松衍生物延长小鼠耳后移植心肌存活时间，并测量其股骨密度，评价其是否具有骨质疏松的副作用;（2）称取各组耳后心肌移植小鼠内脏，计算脏体比，测量其血液中相关生化指标，初步评价其急性毒性。（3）为评价目标化合物是否保留抗炎活性，采用小鼠二甲苯耳肿胀炎症模型体内评价目标化合物的抗炎作用[3]。

1.6统计学方法 全部数据传输至SPSS21.0软件系统分析处理，计数资料为卡方检验，P<0.05差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组小鼠模型各项指标分析 纳入技术组小鼠发生骨质疏松、急性毒性显著低于常规组，而其保留抗炎活性显著高于常规组（P<0.05），见表1。

3 讨论

近二十几年来，临床医师使用地塞米松临床用药量逐年增加，地塞米松注射剂更是抢救垂危病人不可缺少的急救药品，广泛应用于自身免疫性疾病、过敏、止吐、炎症等疾病，特别是应用于器官移植后的免疫排斥反应[4-5]。器官移植中免疫排斥反应是器官移植失败的最主要因素，接受器官移植的患者，术后服用地塞米松类糖皮质激素免疫抑制剂，是避免排斥反应和延长移植器官存活时间的重要措施之一[6-8]。本项目利用小分子纳米药物制备技术，应用于新型具有靶向性的抗粘附肽和具有免疫抑制活性的尿毒素三肽修饰的地塞米松钠米制剂的研制。前期研究发现该类医用纳米制剂可降解、多肽衍生物可自组装形成理想的纳米颗粒（100-200nm）;本项目制备成的这类高效低毒、靶向性的纳米制剂，应用于终身服药的免疫抑制移植治疗中，本项目可确定目标化合物的最佳组合，提高化合物的水溶性、免疫抑制活性和卡箍有活性，降低化合物等毒副作用;同时通过优化小分子结构的方法合成地塞米松衍生物，发展小分子纳米药物，深入研究这类缀合激素化合物的构效关系;同时可通过人为控制pH、温度或浓度，使目标化合物具有适宜的纳米结构，降低药物的副作用。

参考文献：

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项目名称1：广西中医药大学面上项目（No.2018MS031）

项目名称2：广西中医药大学面上项目（No.2019MS035）