载蟾毒灵新型“触发式”自组装蛋白聚合物纳米载体的设计制备及肝肿瘤靶向研究

Bufalin is one of the major anti-tumor components of the toad venom and has excellent inhibition effect on hepatoma cells. In order to reduce the bufalin toxicity and enhance its tumor targeting effect, we design the novel protein-polymer nanoparticle modeled after the structure of lipoprotein, which has a hydrophilic shell composed of modified protein ( conferred blood stability and tumor targeted) and a core prepared by PBCA nanoparticle ( encapsulate the insoluble active constituent bufalin more effectively). The assembly of the carrier had the trigger characteristic, which can accomplish the drug loading, PBCA polymerization and protein coating automatically. We plan to characterize the physical and chemical properties and the surface structural features of the carrier, and investigate the tumor cell uptake mechanism and target mechanism in depth. We attempt to explore the quantitative relationship between the density of protein and targeted groups with the blood stability and tumor targeting effect of the carrier, which can provide the quantitative basis and guiding significance for the design of targeted carrier. This project applied the advanced formulation technology and research techniques to the drug loading and transportation of the active composition, which may supply a new direction for the pharmaceutical research of active compound.

蟾毒灵是蟾酥中抗肿瘤作用最强的有效成分之一，对肝肿瘤细胞有很强的抑制作用。为降低蟾毒灵的毒副作用，增强其肿瘤靶向性，本项目以脂蛋白结构为模型，设计构建以修饰蛋白为亲水外壳（实现血液稳定及肿瘤靶向性），以PBCA纳米粒为内核（更有效的包载难溶性单体蟾毒灵）的新型蛋白聚合物纳米载体。整个载体的构建具有"触发式"特点，一体化完成载药、PBCA聚合及蛋白包覆的载体组装过程，实现对难溶性中药单体的有效包载。对载体的各种理化性质及载体表面结构特征等进行表征，并对载体的肿瘤细胞摄取机制和靶向机制等问题在细胞生物学水平进行深入探讨。尝试探索蛋白靶基密度与载体在血液循环系统中的稳定性和靶向性的量化关系，解决载体的靶向性和体内稳定性最佳平衡设计等共性问题，为靶向载体的设计提供量化依据和指导。本项目将先进的制剂技术和研究方法应用于活性单体的包载和转运，期望能为中药单体的制剂研究提供一个新的思路和方向。

蟾毒灵具有良好的抗肿瘤活性，但制备成注射液等普通制剂，有可能引起较大的心脏毒性，造成心率失常等副作用。开发蟾毒灵的肿瘤靶向制剂，可降低药物的毒副作用，增加用药安全性并增强其抗肿瘤效果。本课题在纳米制剂的平台上开发蟾毒灵的肝肿瘤靶向制剂，设计构建以修饰白蛋白作为靶向亲水外壳，以PBCA作为载药内核的新型蛋白聚合物肿瘤靶向纳米载体，有效的包载难溶性活性单体蟾毒灵，降低药物的毒副作用，增强肿瘤靶向性，更好的发挥中药单体的抗肿瘤效果。. 本项目采用“触发式”自组装技术构建了载蟾毒灵新型蛋白聚合物纳米载体（bufalin protein-polymer nanoparticle, BF-PPN），通过触发BCA单体的聚合，一体化完成PBCA 聚合、载药、及蛋白包覆的载体组装过程。采用单因素考察和中心复合设计对新型载体组装处方工艺进行优化，选取最优处方工艺制备纳米载体，透射电镜观察纳米粒的外观，均为类圆形。未包覆蛋白的纳米粒BF-PN的粒径为149.3±0.6nm，多分散系数为0.073±0.010，ζ-电位为-5.56±0.64mV，包封率为71.287±2.303%。包覆蛋白后的纳米粒BF-PPN的粒径为155.2±0.3nm，多分散系数为0.215±0.007，ζ-电位为- 9.95±1.53 mV，包封率为69.185±3.047%。DSC分析结果表明，蟾毒灵以无定型形态存在纳米粒中。. 体外释放实验表明，纳米粒对于包载的药物具有一定的缓释效果，并能保证药物的完全释放。体外细胞实验表明，载体材料毒性低，安全性高；以HepG2 为模型的MTT实验结果表明，与蟾毒灵原料药及BF-PN相比，BF-PPN具有最强的抑瘤效果。摄取实验在细胞水平证实了BF-PPN的肿瘤细胞靶向性。. 体内评价：BF-PPN能提高药物在体内的稳定性，增加AUC，并能显著增加药物在肿瘤部位的蓄积，减少其在正常组织中的分布，能有效减少副作用，增强治疗效果。. 药效学及毒理学评价：BF-PPN能有效抑制肿瘤的生长，抑制率可达73.2%，具有良好的抑瘤效果，可延长荷瘤小鼠的生存期，降低心脏毒性及血管刺激性，并有效改善蟾毒灵的溶血性。. BF-PPN能有效的提高蟾毒灵的肿瘤靶向性和用药安全性，降低其毒副作用，增强治疗效果，是非常有前景的抗肿瘤中药单体纳米载体平台。