多肽修飾脂質體靶向藥物遞送系統(tǒng)的研究進展

多肽修飾脂質體靶向藥物遞送系統(tǒng)的研究進展

主動導向藥物轉移是指通過特定的生物過程（例如特定組的受體識別和相互作用）來提高特定部位的藥物濃度。主動靶向系統(tǒng)以抗體、多肽、糖類、維生素、糖蛋白等作為配體與靶細胞受體進行專屬性作用。其中,多肽分子是機體內一類重要的生物活性物質,具有良好的生物相容性、靶向性、無免疫原性、低毒性等優(yōu)點,將其作為配體應用于靶向藥物遞送系統(tǒng)(targeteddrugdeliverysystem,TDDS),得到越來越廣泛的關注。隨著對腫瘤細胞的研究深入到分子水平,在腫瘤細胞表面或腫瘤相關血管表面發(fā)現(xiàn)一系列受體與腫瘤生長增殖密切相關,并在腫瘤組織中過度表達。受體與其配體的結合具有特異性、選擇性和飽和性,且親和力強、生物效應明顯。利用多肽配體為藥物載體,通過受體的介導作用,可以增加病灶區(qū)的藥物濃度,提高療效,降低不良反應,從而達到靶向治療的目的。脂質體是一種定向藥物載體,具有一定的被動靶向作用,在許多疾病尤其是癌癥的治療中顯示了明顯的優(yōu)越性。在脂質雙層中摻入對特定細胞具有選擇性和親和性的配體,利用細胞受體對配體的識別作用可以實現(xiàn)主動靶向釋放藥物。例如,多肽修飾的靶向脂質體借助受體與多肽配體的特異性相互作用可將脂質體靶向到含有配體特異性受體的器官、組織或細胞,同時受體與配體結合可促進脂質體內化進入細胞內,增加藥物選擇性,減少藥物毒副作用,提高藥物治療指數(shù),顯示了良好的研究價值和應用前景。本文綜述了多肽作為配體修飾的載藥脂質體這種主動靶向藥物遞送系統(tǒng)的應用研究進展。1rgd修飾的細胞生物學特性及臨床應用RGD是由精氨酸(Arg)、甘氨酸(Gly)、天冬氨酸(Asp)3個氨基酸組成的序列肽,是近幾年來發(fā)現(xiàn)的具有高生物活性的短肽序列之一。RGD肽作為整合素和其配體相互作用的識別位點,介導細胞與細胞外基質(extracellularmatrix,ECM)及細胞間的黏附作用,同時具有信號傳導功能。由于RGD肽無免疫原性、無毒副作用,因此成為抑制腫瘤轉移研究的一個熱點。XIONG等將RGD3肽連接到立體穩(wěn)定脂質體(stericallystabilizedliposomes,SSL)末端,制備得到了包載阿霉素(doxorubicine,DOX)的RGD修飾的立體穩(wěn)定脂質體(RGD-SSL-DOX)。以游離的DOX和SSL-DOX作為對照,考察了RGD-SSL-DOX的體外吸收情況和細胞毒性,并在患有黑素瘤B16腫瘤的C57BL/6小鼠體內對RGD-SSL-DOX進行了生物分布和治療效用的考察。流式細胞儀和共聚焦顯微鏡研究顯示,通過整合素介導的胞吞作用,RGD-SSL可以促進黑素瘤細胞對DOX的吸收。相較于SSL-DOX,RGD-SSL-DOX對黑素瘤細胞具有更高的細胞毒性。經(jīng)過RGD-SSL-DOX和SSL-DOX處理的小鼠平均存活時間分別為55d和44d。盡管RGD-SSL-DOX和SSL-DOX都可以延長循環(huán)時間,增加腫瘤積聚,但是RGD-SSL-DOX在脾臟的吸收明顯高于SSL-DOX。與注射相同劑量的SSL-DOX和游離DOX的小鼠相比,注射RGD-SSL-DOX的小鼠的腫瘤生長明顯滯后。實驗結果表明,RGD修飾的SSL作為一種很有前景的細胞內靶向載體,可以將化療藥物有效地傳送至腫瘤細胞,從而改善對實體瘤的治療效用。在一種自發(fā)性肺轉移模型研究中發(fā)現(xiàn),與游離的5-氟尿嘧啶和非靶向脂質體對照組相比,RGD修飾的脂質體化的5-氟尿嘧啶具有更強的腫瘤轉移和血管生成活性。Pattillo等將該方法應用于增強考布他汀(一種抗血管生成藥物)的治療作用。研究發(fā)現(xiàn),在同源性B16F10腫瘤模型中,聯(lián)合應用傳統(tǒng)紫外照射與RGD修飾的脂質體化的考布他汀可抑制腫瘤生長,而采用單一療法卻無法抑制腫瘤的生長。Ito等制備了RGD修飾的磁性陽離子脂質體(RGD-MCLs),以角質化細胞株HaCaT為模型細胞,考察了RGD-MCLs在細胞形成過程中的作用。結果發(fā)現(xiàn)RGD-MCLs可以誘導該細胞黏附,構建細胞支架,表達纖連蛋白。這項研究表明,應用RGD-MCLs構建細胞將會成為組織工程學和細胞生物學研究中很有前景的一種方法。ZHAO等制備了RGD修飾的包載紫杉醇(paclitaxel,PTX)的立體穩(wěn)定脂質體(RGD-SSL-PTX),考察了其體外細胞毒性及細胞內攝取情況,并評價了其對接種人卵巢癌細胞SKOV-3的裸鼠的體內抗腫瘤活性。結果表明,與SSL-PTX對照組相比,RGD-SSL-PTX對SKOV-3細胞具有顯著的細胞毒性,脂質體的細胞內攝取量增加了6.21倍。與SSL-PTX和紫杉醇注射液對照組相比較,RGD-SSL-PTX對接種了SKOV-3細胞的裸鼠具有更強的體內抗腫瘤活性,可能是由于RGD-SSL-PTX與腫瘤細胞上過表達的整合素受體結合增加了對腫瘤的靶向性。RGD-SSL-PTX是一種很有前景的藥物遞送系統(tǒng),可以增加藥物遞送的選擇性,提高治療效果。2aptpg修飾的脂質體APRPG(Ala-Pro-Arg-Pro-Gly),即丙氨酸-脯氨酸-精氨酸-脯氨酸-甘氨酸序列,能夠特異性作用于腫瘤的新生血管部位,可以作為探針主動靶向于新生血管。APRPG修飾的脂質體有利于將包裹的藥物遞送到血管生成脈管系統(tǒng)。Maeda等分離出了APRPG五肽,它能夠特異性結合于腫瘤新生血管部位。體內實驗表明,APRPG修飾的包載DOX的脂質體可以高度特異性地積聚在腫瘤組織,顯著抑制腫瘤生長,延長存活時間(達到74d),具有顯著的抗腫瘤活性。用APRPG修飾的脂質體穩(wěn)定,大小在120~170nm且近中性,在血中無明顯聚集。采用熒光標記的磷脂分子N-4-硝基苯并-2-乙二酸-1,3-二唑磷脂酰乙醇胺(N-4-Nitrobenzo-2-Oxa-1,3-DiazolePhosphatidylethanolamine,簡稱為NBD-PE)檢測APRPG修飾的脂質體的細胞親和力。結果顯示:APRPG修飾的脂質體對血管內皮生長因子高表達的人臍靜脈內皮細胞具有顯著的親和力,NBD-PE的量為58ng;而對于不表達血管內皮生長因子的結腸癌細胞C26NL17則幾乎沒有親和力,NBD-PE的量僅為6ng。腫瘤新生血管是腫瘤生長、增殖、轉移的關鍵性因素,應用APRPG修飾的脂質體針對腫瘤新生血管進行的抗腫瘤血管新生療法幾乎可以主動靶向到所有的實體瘤,而且不會產(chǎn)生藥物耐受,是一種新型、高效的抗腫瘤方法。Katanasaka等利用噬菌體展示肽程序庫鑒定出一種血管生成復位肽APRPG,設計并確認了APRPG-聚乙二醇(polyethyleneglycol,PEG)修飾的脂質體血管生成抑制劑。將一種血管內皮生長因子受體(vascularendothelialgrowthfactorreceptors,VEGFR)酪氨酸激酶抑制劑SU1498包裹于脂質體中,制備得到了APRPG-PEG修飾脂質體化的SU1498(APRPG-PEG-Lip-SU1498)。結果發(fā)現(xiàn)APRPG-PEG-Lip-SU1498不僅能夠抑制體外由VEGF刺激引起的的內皮細胞增殖,而且能顯著降低患有結腸癌的小鼠體內Colon26NL-17細胞腫瘤微血管的密度,延長小鼠存活時間。實驗結果表明,APRPG-PEG-Lip-SU1498可以將SU1498有效地遞送到腫瘤血管生成內皮細胞,進而抑制腫瘤誘導的血管生成。因此,靶向于腫瘤新生血管的脂質體可以作為血管生成抑制劑的有效載體,應用于抗腫瘤血管新生療法。Asai等制備了化療藥物2′-C-氰基-2′-脫氧-1-β-D-阿拉伯-戊呋喃糖基胞嘧啶(2′-C-cyano-2′-deoxy-1-β-D-arabino-pentofuranosylcytosine,CNDAC)的磷脂衍生物DPP-CNDAC脂質體,用APRPG和PEG進行修飾,得到APRPG-PEG修飾的DPP-CNDAC脂質體(LipCNDAC/APRPG-PEG)。激光掃描顯微觀測結果顯示,LipCNDAC/APRPG-PEG可以大幅度誘導腫瘤細胞凋亡,而PEG修飾的DPP-CNDAC脂質體(LipCNDAC/PEG)卻無此作用。與LipCNDAC/PEG相比,LipCNDAC/APRPG-PEG能更有效地抑制腫瘤生長,從而延長小鼠的壽命。該研究表明,APRPG修飾的脂質體可以作為一種有效的主動藥物遞送系統(tǒng)應用于抗腫瘤血管新生療法。3價健與其它抗菌藥細胞穿透肽(cel1-penetratingpeptide,CPP),也稱為蛋白轉導域(proteintransductiondomain,PTD),是一類少于30個氨基酸的小肽片段,能攜帶大分子物質進入細胞,其穿膜能力不依賴經(jīng)典的胞吞作用。CPP是帶有正電荷的肽段,它通過共價健與多種大分子物質結合且高效地跨越細胞膜,并能運送多種不同的物質至細胞質和細胞核,包括多肽,蛋白質,DNA,siRNA,電中性的核酸類似物PNA(peptidenucleoacid),噬菌體顆粒,磁性納米顆粒,脂質體以及其他小分子化合物等,這一性質為其成為靶向藥物的良好載體提供了可能。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了3種天然存在的CPP,分別來自HIV-1和猴免疫缺損病毒(SIV)-2、-3的TAT,果蠅同源異型轉錄因子ANTP和單純皰疹病毒(HSV)-1的VP22轉錄因子。Torchilin等在脂質體膜上及其內部用熒光進行標記,然后將其與TAT-PTD肽段結合。熒光顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn),TAT-PTD-脂質體復合物可以進入細胞內,在剛穿透細胞膜進入細胞的2h內,該復合物保持完整性,2h后脂質體開始緩慢移向細胞核,9h左右脂質體與內部標記物完全分離開。該研究表明,TAT-PTD-脂質體復合物是一種很具前景的運載工具,可以將藥物和DNA運至細胞內部。4hpv受體的調節(jié)作用血管活性腸肽(vasoactiveintestinalpeptide,VIP)是由14種28個氨基酸殘基組成的堿性多肽,屬于胰泌素/VIP族的胃腸肽類激素,在機體內分布十分廣泛,在胃腸道以及中樞神經(jīng)、外周神經(jīng)末梢中含量很高,且具有廣泛的生理作用。近年來研究表明,VIP對腫瘤的發(fā)生、增殖和分化起雙重調節(jié)作用。某些腫瘤細胞(如胰腺癌、小細胞肺癌)既能合成、分泌VIP,又能表達VIP受體,具有VIP的自分泌調節(jié)作用。VIP受體在乳腺、胃腸道、胰腺、前列腺腫瘤上都有大量的表達。VIP受體在人乳腺癌細胞中的表達量是正常乳腺細胞的5倍。Dagar等制備了VIP肽修飾的立體穩(wěn)定脂質體(VIP-SSL),應用放射性核素锝-六甲基叉胺肟(Tc99m-HMPAO)標記VIP-SSL和SSL,考察它們對人乳腺癌細胞的顯像能力。結果顯示,Tc99m-HMPAO標記的VIP-SSL在腫瘤組織與正常組織累積量的的比值明顯大于Tc99m-HMPAO標記的SSL,這表明VIP-SSL的主動靶向性很可能是因為脂質體化的VIP肽與乳腺癌細胞上的VIP受體之間的相互作用。此外,Tc99m-HMPAO標記的VIP-SSL在乳腺癌細胞中的累積量顯著高于SSL,證明經(jīng)過VIP修飾的脂質體確實被主動靶向到了乳腺癌細胞中。體內實驗結果表明,通過VIP肽將Tc99m-HMPAO標記的脂質體靶向到腫瘤細胞,提高了對大鼠體內乳腺癌細胞的抑制率。因此,VIP受體有望成為乳腺癌的主動靶向載體,用于乳腺癌的有效診斷和治療。Torchilin用放射性核素標記法得到了相同的結果。5grgds修飾的紫杉醇脂質體甘氨酸-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-絲氨酸(glycine-arginine-glycine-asparticacid-serine,GRGDS)是一種含RGD序列的五肽,在監(jiān)測腫瘤組織周圍血管生成方面有重要作用,可用于抗癌藥物靶向遞送系統(tǒng)的設計。ZHAO等成功制備了GRGDS修飾的紫杉醇長循環(huán)脂質體(GRGDS-SSL-PTX),對其體外理化性質進行了考察,并且評價了該脂質體對人卵巢癌細胞SKOV-3和乳腺癌細胞MCF-7的體外靶向性。體外細胞毒實驗結果表明,GRGDS-SSL-PTX這兩種細胞株生長抑制作用均有顯著程度的增強,分別為SSL-PTX的1.42倍和2.12倍。GRGDS對SSL-PTX的修飾并不影響脂質體的理化特征,但卻增加了紫杉醇脂質體對腫瘤細胞的靶向性,進而增加了細胞毒性。這一結果提示,GRGDS修飾的脂質體可以用作抗癌藥物的載體靶向到腫瘤細胞,為腫瘤的靶向治療提供了新的思路。6其他脂肪雕塑6.1優(yōu)化分子1鏈的運輸和轉化YIGSR(Tyr-Ile-Gly-Ser-Arg)(酪氨酸-異亮氨酸-甘氨酸-絲氨酸-精氨酸)是來源于層粘連蛋白(laminin,LN)分子β1鏈的序列,能干擾腫瘤細胞膜黏附分子與基底膜和細胞外基質的黏附,可有效抑制纖維肉瘤和黑素瘤的生長和轉移。YIGSR肽具有抗腫瘤血管生成的作用,不但可以抑制腫瘤轉移灶,而且可以抑制腫瘤原發(fā)灶的生長。將YIGSR肽連接到脂質體表面,用脂質體作為YIGSR肽的載體,在體內可減少酶對YIGSR肽的破壞,增強抗轉移效果,有效地抑制實驗性肺轉移和自發(fā)性肺轉移,表明YIGSR多肽脂質體很有可能成為臨床上有效的抗轉移劑。6.2基于nd-ld-pcr的運動細胞氨肽酶N是血管生成內皮細胞優(yōu)先表達的一種蛋白酶,NGR序列片段可促進肽與氨肽酶N的結合。Pastorino等將NGR序列片段連接到包載DOX的SSL表面,首先以免疫缺陷性小鼠的常位神經(jīng)母細胞瘤細