[发明专利]一种一氧化氮纳米前药及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种一氧化氮纳米前药及其制备方法与应用，属于医药技术领域；本发明的技术方案提供的一氧化氮纳米前药为脱镁叶绿酸盐A、N‑乙酰基‑3‑亚硝基硫醇‑D‑缬氨酸和聚乙二醇2000‑羧基共修饰的PAMAM聚合物，其可以通过增强渗透性和保留在肿瘤中积累，当处于肿瘤中高谷胱甘肽环境时，一氧化氮纳米前药被激活释放一氧化氮，同时消耗谷胱甘肽，从而舒张血管，减少肿瘤缺氧；由于谷胱甘肽消耗和氧气供应增加，用660nm激光照射会触发光敏剂脱镁叶绿酸盐A产生更多的细胞毒性活性氧，从而增强光动力疗法；本发明提供的一氧化氮纳米前药可解决肿瘤微环境引起的限制光动力疗法的两个因素，因此，可以应用到肿瘤临床治疗上。

技术领域

本发明属于医药技术领域，尤其涉及一种一氧化氮纳米前药及其制备方法与应用。

背景技术

尽管癌症治疗取得了显著进展，但癌症仍是威胁人类健康的重大疾病之一。光动力疗法(PDT)是一种微创治疗方式，对肿瘤细胞具有选择性细胞毒性。PDT基于光活化光敏剂(PSs)，在特定激光照射下将能量传递给组织氧，产生细胞毒性活性氧(ROS)，从而杀死肿瘤细胞而不损害周围的健康组织。

然而，光敏剂光照后产生的ROS浓度显着影响PDT的疗效，由于许多因素会极大地影响ROS浓度，光动力治疗临床应用受到很大限制。首要问题是癌细胞内谷胱甘肽(GSH)水平高，几乎是正常细胞的四倍。GSH是一种细胞内抗氧化剂，可有效清除产生的ROS，从而降低PDT功效。GSH水平的下调可增强ROS的产生，是提高PDT治疗效率的一种有前景的策略。其次，由于血管系统异常和肿瘤增殖活性的增加导致肿瘤缺氧微环境。氧气对于PDT的应用至关重要，缺氧直接削弱了PDT的抗肿瘤效率。此外，PDT过程中会消耗大量O₂，加重肿瘤缺氧。

能同步消耗GSH和缓解肿瘤缺氧的策略是增强PDT的新兴策略。但只有少数研究人员致力于开发新型多功能分子一氧化氮(NO)系统实现将GSH消耗和缺氧缓解相结合。研究表明，NO显着抑制呼吸并影响各种生理和病理过程，包括癌症代谢等，作为心血管系统中的血管扩张剂，NO通过松弛平滑肌细胞(SMCs)缓解肿瘤缺氧和增加血管灌注。NO还通过影响其在细胞中的代谢催化加速GSH/GSSG氧化还原反应。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种一氧化氮纳米前药及其制备方法与应用。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一氧化氮纳米前药，所述一氧化氮纳米前药为脱镁叶绿酸盐A、N-乙酰基-3-亚硝基硫醇-D-缬氨酸和聚乙二醇2000-羧基共修饰的PAMAM聚合物。

本发明的技术方案提供的一种一氧化氮纳米前药可以通过增强渗透性和保留(EPR)在肿瘤中积累，当处于肿瘤中高谷胱甘肽(GSH)环境时，NO纳米前药被激活释放一氧化氮，同时消耗GSH，从而舒张血管，减少肿瘤缺氧；由于GSH消耗和氧气供应增加，用660nm激光照射会触发光敏剂脱镁叶绿酸盐A(PA)产生更多的细胞毒性活性氧(ROS)，从而增强光动力疗法(PDT)；本发明提供的一氧化氮纳米前药可解决肿瘤微环境引起的限制PDT的两个因素，因此可应用于临床肿瘤治疗上。

作为本发明所述一氧化氮纳米前药的优选实施方式，所述PAMAM为第四代PAMAM，其氨基个数为64个，毒性相对五代较低，而活性基团数又优于三代，便于修饰其他药物材料。

另外，本发明还提供了所述一氧化氮纳米前药的制备方法，包括以下步骤：

(1)PAMAM-PA的合成：脱镁叶绿酸盐A与PAMAM上的游离氨基发生酰胺化反应形成PAMAM-PA；

(2)N-乙酰基-2,2-二甲基-4-氧代-3-硫杂环丁烷的合成：N-乙酰基-D-青霉胺与乙酸酐和吡啶发生反应形成硫内酯，得N-乙酰基-2,2-二甲基-4-氧代-3-硫杂环丁烷；