利用酯键断裂释放药物的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于药物释放技术领域，涉及一种新型的酯键断裂反应及应用，具体涉及 一种细胞内谷胱甘肽诱导多肽-小分子复合物中的酯键断裂，用于细胞内选择性释放。
【背景技术】
[0002] 随着人们生活水平的提高、现代社会生活节奏的加快、生活方式的改变、环境的污 染等诸多因素，癌症已经成为危害人类健康的主要杀手。近年来，肿瘤的诊断、治疗等研宄 尽管已经取得了很大的进展，但总体上来看，常见恶性肿瘤的发病率及死亡率仍居高不下。 肿瘤的靶向诊断和治疗已经成为肿瘤的诊疗领域的最重要的研宄方向之一，目前常用的是 靶向分子主要是利用肿瘤细胞表面特异分子的配基或者抗体作为肿瘤靶向分子，通过基因 工程或化学修饰手段将配基或抗体与其他功能分子进行偶联，从而发挥其肿瘤靶向的诊断 或者治疗功能。
[0003] 其中，化学修饰手段中化学诱导因子是常用的方法。某些病态细胞或者组织在其 表面或者在细胞内部过表达某些特异性的水解酶，被用来作为外部诱导因子选择性的释放 小分子。蛋白酶能够快速切断肽键，但因为其对底物序列的选择性导致难以针对小分子和 多肽之间的连接键；分子内吞入细胞后经历pH变化（从中性到内涵体中的约pH5. 5)也常 常被用来做外部诱导因子，然而这一过程导致键的断裂通常比较缓慢。
[0004] 现有技术中比如阿霉素DOX上的酮和多肽上的肼形成的腙键可以在弱酸性条件 下释放，但这一个过程需要几十小时。从血液中到细胞内，谷胱甘肽的浓度上升上千倍（从 10yM升高到10mM左右），因此二硫键能够在血液中保持稳定，但在细胞内被高浓度的谷胱 甘肽所切断。虽然这一巯基交换反应被广泛应用于细胞内的药物释放，但这一巯基交换过 程同样比较缓慢（其反应半衰期通常长达十几小时），而且在小分子药物上引入巯基往往 会改变药物的功能。实验证明二硫键被谷胱甘肽断裂在体内是个非常低效的过程。我们在 前期工作中发现了一个新型的键断裂反应。
【发明内容】
[0005] 本发明克服现有技术中药物释放缓慢的不足，提供一种利用酯键断裂释放药物的 方法，含不饱和羰基的小分子，与荧光标记的多肽分子通过酯键偶联后得到短肽-小分子 复合物。我们发现谷胱甘肽能与短肽-小分子复合物中的不饱和羰基起加成反应，导致酯 键断裂，使得药物释放，且酯键断裂的速率跟谷胱甘肽的浓度呈线性关系，当多肽-小分子 复合物进入细胞后，小分子可以迅速释放出来，这一反应对谷胱甘肽浓度的高度敏感性非 常适合用于细胞内的选择性释放。
[0006] -种利用酯键断裂释放药物的方法，将含有不饱和羰基的药物小分子与肿瘤靶向 多肽通过酯键偶联得到多肽_小分子复合物，然后利用细胞内谷胱甘肽与多肽-小分子复 合物通过加成反应，导致酯键发生断裂，达到释放药物的目的。
[0007] 进一步地，所述的肿瘤靶向多肽为结肠癌肿瘤靶向多肽（TPSPFSH)、RGD多肽，所
【主权项】
1. 一种利用酯键断裂释放药物的方法，其特征在于：将含有不饱和羰基的药物小分子 与肿瘤靶向多肽通过酯键偶联得到多肽-小分子复合物，然后利用谷胱甘肽与多肽-小分 子复合物通过加成反应，导致酯键发生断裂，达到释放药物的目的。
2. 根据权利要求1所述的利用酯键断裂释放药物的方法，其特征在于：所述的肿瘤靶 向多肽为结肠癌肿瘤靶向多肽（TPSPFSH)、RGD多肽，所述的药物小分子为
3. 根据权利要求1或2所述的利用酯键断裂释放药物的方法，其特征在于：所述的多 肽具有焚光标记。
4. 根据权利要求2所述的利用酯键断裂释放药物的方法，其特征在于：所述的药物小 分子
的制备方法包括如下步骤： (1) 将D-核糖溶于丙酮，在室温条件下向其中滴加浓硫酸并搅拌，反应完成后，混合
物用碱中和，过滤并减压蒸发浓缩，得到无色糖浆化合物 （Ia)，其中所述的 D-核糖与浓硫酸质量体积比为10 :0. 3g/ml ;
(2) 将步骤（1)制得的化合物Ia溶于无水THF溶液，-78°C条件下向其中逾溴 化镁的THF溶液，同时搅拌，将反应混合物在0°C下搅拌3小时，得到化合物 (2a)，其中所述的化合物Ia与乙烯基溴化镁的摩尔比为1:4?5 ;
(3) 将化合物2a溶于OLCl 中，(TC下滴加高碘酸钠水溶液，将反应混合物在室温 i 下搅拌40分钟，制得化合物 （3a)，所述化合物2a与碘酸钠的摩尔比为1:1. 5 ; (4) 向化合物3a的甲醇溶液中，加入盐酸羟胺和碳酸氢钠，室温搅拌至反应结束，得到 化合物
（3b)，步骤（4)所述的化合物3a、盐酸羟胺和碳酸氢钠三者的摩尔比为 0· 56:3:4 ; (5) 向化合物3b与娃胶的甲醇的悬浮液里，滴加 chloramine-T三水合物的甲醇溶液并 搅拌，室温搅拌至反应结束，得到化合物 （3c)，所述的chloramine-T三水合物与
化合物3b的摩尔比为1. 5:1 ; (6) 氮气保护下，将化合物3c溶于干燥二氯甲烷中，(TC下加入吡啶并逐滴加入Tf2O, 混合物室温搅拌，得到化合物
（4a)，所述的化合物3c、吡啶、Tf2O三者之间的摩 尔比为5:13:11 ; (7) 将化合物4a在氮气保护下溶于无水二氯甲烷，然后加热回流，缓慢加入Et3N，搅拌 反应，得到化合物
（4b)，所述的Et3N添加量与化合物4a的摩尔比为1. 2-1. 5 ;
(8) 氮气保护下，将化合物4b溶于无水THF中，加入SmI2，室温搅拌得致 述的化合物SmI2浓度为0. 1M，SmI 2与化合物4b摩尔比为3 :1。
5. 根据权利要求4所述的利用酯键断裂释放药物的方法，其特征在于：步骤（2)所述 的乙烯基溴化镁的THF溶液中乙烯基溴化镁的浓度为IM ;步骤（3)所述的高碘酸钠水溶液 浓度为〇. 65M ;步骤（5)所述的硅胶的粒径为230-400目。
6. 根据权利要求2所述的酯键断裂释放药物的方法，其特征在于：所述的多肽-小 分子复合物的合成方法为：将
溶于无水二氯甲烷中，氮气保护，〇°C下加入马
来酸酐的二氯甲烷溶液，缓慢加入三乙胺，室温搅拌，制备得到
溶于DMF中，0°C下加入HBTU，DIPEA搅拌，加入肿瘤靶向多肽的DMF溶液， 混合物室温搅拌，得到多肽-小分子复合物。
7.根据权利要求6所述的酯键断裂释放药物的方法，其特征在于：所述的
马来酸酐和三乙胺三者之间摩尔比为1:10 :1，；所述的 HBTU、DIPEA、月中 、 瘤靶向多肽四者之间的摩尔比为1:1. 5:3:1。
【专利摘要】本发明提供一种利用酯键断裂释放药物的方法，将含有不饱和羰基的药物小分子与肿瘤靶向多肽通过酯键偶联得到多肽-小分子复合物，然后利用细胞内谷胱甘肽与多肽-小分子复合物通过加成反应，导致酯键发生断裂，达到释放药物的目的。利用酯键断裂释放药物的方法，含不饱和羰基的小分子，与荧光标记的多肽分子通过酯键偶联后得到短肽-小分子复合物。我们发现谷胱甘肽能与短肽-小分子复合物中的不饱和羰基起加成反应，导致酯键断裂，使得药物释放，且酯键断裂的速率跟谷胱甘肽的浓度呈线性关系，当多肽-小分子复合物进入细胞后，小分子可以迅速释放出来，这一反应对谷胱甘肽浓度的高度敏感性非常适合用于细胞内的选择性释放。
【IPC分类】A61P35-00, A61K31-357, A61K47-48
【公开号】CN104524593
【申请号】CN201410769227
【发明人】王建浩, 李进晨, 蒋鹏举, 邱琳, 李静燕, 王车礼, 秦玉琴, 滕一万, 柳丽, 周翔
【申请人】常州大学, 常州千红生化制药股份有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月12日