本發(fā)明涉及醫(yī)藥技術(shù)領域,更具體地講,涉及重組抗腫瘤蛋白TmSm的單甲氧基聚乙二醇聚乳酸乙醇酸共聚物(mPEG-PLGA)納米顆粒的制備以及其作為腫瘤治療藥物的用途。
背景技術(shù):
癌癥是目前人類死亡率最高的疾病之一,由于癌細胞對放療和化療產(chǎn)生耐藥性,以及容易轉(zhuǎn)移等特性,使得癌癥難以根治。在癌癥的發(fā)生過程中,常伴有某些有利于癌細胞生長的蛋白過量表達。Survivin基因編碼的survivin蛋白,是哺乳動物細胞中凋亡抑制因子(inhibitor of apoptosis protein,IAP)家族最小的成員,在正常細胞中不表達,而在胚胎干細胞和腫瘤細胞中異常表達,并以同源二聚體形式存在。不同于IAP其他家族成員,survivin N端有一桿狀病毒IAP重復序列(BIR),由3股反平行β片層和4個α螺旋組成,C末端包含42個氨基酸,形成一個α螺旋。Survivin前體mRNA分子成熟結(jié)構(gòu)包含4個主要功能區(qū)域和3個隱含外顯子,通過不同的選擇性剪接形成6種剪接異構(gòu)體,編碼6種不同的蛋白質(zhì),分別為Survivin、Survivin2B、Survivin3B、SurvivinΔEx3、Survivin3α和Survivin2α。
Survivin參與多種細胞進程,它的BIR區(qū)域在細胞有絲分裂過程中起重要作用。Survivin是迄今所發(fā)現(xiàn)的最強的凋亡抑制因子,它可通過抑制癌細胞中不同效應蛋白酶caspase的活性來干擾細胞凋亡。Survivin可結(jié)合X染色體連鎖凋亡抑制蛋白(XIAP),形成復合物以抑制XIAP通過泛素蛋白酶體通路降解,并且能抑制Capase-9的活性。更多研究表明,survivin參與細胞自體吞噬,其下調(diào)會引起細胞凋亡。且survivin可與多種DNA損傷修復相關(guān)因子作用,從而協(xié)助核中DNA修復。Survivin蛋白具有細胞周期依賴性,其在G1期表達最低,S期含量上調(diào),在G2/M期達最大值,提示Survivin在細胞分裂中發(fā)揮了一定的作用。核定位的Survivin與Aurora B kinase、INCENP和Borealin共同形成CPC(chromosomal passenger complex,染色體通道蛋白復合體),在有絲分裂中,定位于染色體的著絲粒和中心紡錘體上,促進姐妹染色單體的分離并在分裂后期維持微管的穩(wěn)定性,維持和促進了細胞的增殖。
利用survivin突變體的形式靶向survivin的方式稱為survivin負顯性突變體治療。將survivin的第34位磷酸化位點由蘇氨酸(Thr)突變?yōu)楸彼?Ala)后,即survivin(T34A),廢除survivin的磷酸化,導致survivin-caspase-9復合物的解離,從而激活caspase活性,導致細胞凋亡。本實驗室利用HIV-TAT可以轉(zhuǎn)導蛋白的特性設計了TATm-Survivin(T34A)融合蛋白即TmSm。目前,TmSm注射劑多采用凍干技術(shù)以提高藥物的穩(wěn)定性,但是TmSm粉針劑用藥劑量較大,需要頻繁用藥。關(guān)鍵因素是生物活性物質(zhì)穩(wěn)定性差,難以大量富集到達腫瘤部位發(fā)揮作用。因此,要解決這個問題需引入控、緩釋制劑的應用。目前,主要包括脂質(zhì)體、微球、微囊注射劑、皮下埋植給藥劑型、智能型給藥系統(tǒng)和納米技術(shù)??缮锝到獾暮铣删酆衔锊牧暇廴樗?羥基乙酸共聚物(poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA]是以聚乙醇酸(PGA)和聚乳酸(PLA)為原料合成的,PLA的親水性較差,降解慢,PGA的親水性好,降解快,而PLGA可把兩種原料的性質(zhì)加以綜合完善,是目前最好的生物可降解聚合物之一,因其制備的納米顆粒具有良好的性能而備受關(guān)注,如:1)生物降解和生物相容性;2)良好的配方和生產(chǎn)方法,適應不同種類的藥物,如疏水或親水性小分子或大分子藥物;3)在注射給藥的藥物傳輸系統(tǒng)方面得到美國食品及藥物管理局(FDA)和歐洲藥物管理局(EMA)的批準;4)可保護藥物不被降解;5)可持續(xù)緩釋;6)可進行表面修飾定向傳遞等。為了控制藥物釋放,可以使聚合物混合或使用不同的添加劑。例如,結(jié)構(gòu)中包括至少兩種不同族群的二聚體和三聚體,既有疏水性又有親水性,這種結(jié)構(gòu)在控制藥物釋放中醫(yī)已贏得越來越多的關(guān)注。其中PEG-PLGA顯示了很好的特性。聚乙二醇(PEG)的加入,會抑制血清蛋白的吸附,降低細胞識別的程度,改進載藥系統(tǒng)的生物相容性,同時有效減少免疫原性和毒性。
PLGA納米粒的制備方法有:乳化-蒸發(fā)法、鹽析法、納米沉淀法、錯流過濾法、乳化-溶劑揮發(fā)法等。然而當采用某些方法制備納米粒子時,卻遇到一些問題,如使用有毒性的有機溶劑(乳化-蒸發(fā)法)、使用與生物不相容的活性化合物穩(wěn)定劑和鹽(鹽析法)以及較低的產(chǎn)率和包封率(納米沉淀法),同時,這些方法也很難降低納米粒子的大小,無法制備出粒徑小于100nm的納米粒子。通過高效和可再生的方式將預成型的聚合物用乳化-溶劑揮發(fā)法成功制備出納米顆粒。目前,制備PLGA納米粒最常用的方法是乳化-溶劑揮發(fā)法,該方法主要分兩步進行,即乳液的制備和溶劑的揮發(fā)。常常是根據(jù)包載藥物的性質(zhì)制成W/O、O/W、W/O/W、O/W/O型乳狀液。W/O/W雙乳化溶劑揮發(fā)是目前制備水溶性藥物、多肽、蛋白質(zhì)等常用的方法。將水溶性藥物分散于含PLGA等載體的有機相中,形成W/O型初乳,再分散外水相中形成W/O/W型乳,最后再除去有機溶劑即可。對O/W乳化方法進行改進的雙乳化技術(shù)(W/O/W),可用來包裹一些親水性藥物,如多肽類、蛋白質(zhì)、核酸。首先,配制含有有機相溶劑的常見O/W乳化液體系,繼續(xù)向體系中加入水使有機溶劑擴散到外相水中,形成納米顆粒。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的第一個目的在于提供一種包載重組抗腫瘤蛋白TmSm的mPEG-PLGA納米顆粒。
本發(fā)明的第二個目的在于提供包載重組抗腫瘤蛋白TmSm的mPEG-PLGA納米顆粒的制備方法。
本發(fā)明的第三個目的在于提供包載重組抗腫瘤蛋白TmSm的mPEG-PLGA納米顆粒的應用。
為實現(xiàn)以上目的,本發(fā)明公開以下技術(shù)方案:一種包載重組抗腫瘤蛋白TmSm的mPEG-PLGA納米顆粒,其特征在于,用下述制備方法制備獲得:
(1)將mPEG-PLGA溶于乙酸乙酯中,將TmSm 1-10%PEG水溶液加入到PLGA溶液中,冰浴條件下超聲,形成油包水型乳液;
(2)將獲得的油包水型乳液加入到PVA水溶液中,將上述混合液引入高壓均質(zhì)機進行2-4個周期,即形成水包油包水型復乳液;
(3)在室溫常壓下磁力攪拌,揮發(fā)有機溶劑乙酸乙酯;
(4)將固化的納米粒通過低溫高速離心收集,超純水清洗,洗凈納米粒表面的PVA,將離心的上清液進行收集;
(5)將上述清洗的沉淀用蔗糖重懸,先-20℃冷凍半小時,再置于-80℃過夜冷凍,最后置于冷凍干燥機中冷凍干燥24h,去除納米粒中的水分后,得到納米粒成品,4℃環(huán)境下冷藏。
作為一個優(yōu)選方案,TmSm與mPEG-PLGA的質(zhì)量比為1:62.5。
作為一個優(yōu)選方案,納米粒粒徑為181.0±0.8nm,Zeta電位分別為-26.3±0.4mV,多分散指數(shù)為0.122±0.016。
作為一個優(yōu)選方案,納米粒包封率為53.61±2.08%,載藥量為8.58±0.33μg/mg。
為實現(xiàn)本發(fā)明第二個目的,本發(fā)明公開以下技術(shù)方案:一種包載重組抗腫瘤蛋白TmSm的mPEG-PLGA納米顆粒的制備方法,其特征在于,所述制備方法包括如下步驟:
(1)將mPEG-PLGA溶于乙酸乙酯中,將TmSm 1-10%PEG水溶液加入到PLGA溶液中,冰浴條件下超聲,形成油包水型乳液;
(2)將獲得的油包水型乳液加入到PVA水溶液中,將上述混合液引入高壓均質(zhì)機進行2-4個周期,即形成水包油包水型復乳液;
(3)在室溫常壓下磁力攪拌,揮發(fā)有機溶劑乙酸乙酯;
(4)將固化的納米粒通過低溫高速離心收集,超純水清洗,洗凈納米粒表面的PVA,將離心的上清液進行收集;
(5)將上述清洗的沉淀用蔗糖重懸,先-20℃冷凍半小時,再置于-80℃過夜冷凍,最后置于冷凍干燥機中冷凍干燥24h,去除納米粒中的水分后,得到納米粒成品,4℃環(huán)境下冷藏。
作為一個優(yōu)選方案,TmSm與mPEG-PLGA的質(zhì)量比為1:62.5。
為實現(xiàn)本發(fā)明第三個目的,本發(fā)明公開以下技術(shù)方案:包載重組抗腫瘤蛋白TmSm的mPEG-PLGA納米顆粒在制備抗腫瘤藥物中的應用。
作為一個優(yōu)選方案,所述腫瘤是指胰腺癌。
作為一個優(yōu)選方案,當腫瘤是胰腺癌時,有效劑量為3-100mg mg/mLTmSm-PLGA。
本發(fā)明制備獲得的納米粒的包封率為53.61±2.08%,載藥量為8.58±0.33μg/mg。;該納米粒粒徑為181.0±0.8nm,Zeta電位分別為-26.3±0.4mV,多分散指數(shù)為0.122±0.016。
本發(fā)明載體材料為mPEG-PLGA。其中,PLGA是可生物降解的合成聚合物材料,由于其無毒、成球性好、化學穩(wěn)定性高、具有控制釋放能力等特點被廣泛用作納米給藥系統(tǒng)的載體。在美國PLGA通過FDA認證,被正式作為藥用輔料收錄進美國藥典。mPEG親水基團可以有效避免內(nèi)皮網(wǎng)狀系統(tǒng)的捕獲,體內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)中的滯留時間明顯延長,能穩(wěn)定地釋放藥物。
本發(fā)明有機溶劑為乙酸乙酯。作為注射顆粒,利用的乙酸乙酯相對于二氯甲烷,毒性較低。
本發(fā)明的優(yōu)點在于:兼具TmSm的抗腫瘤功效和mPEG-PLGA的生物降解性優(yōu)良、組織相容性好、降解產(chǎn)物不會在重要器官聚集的特點,促進腫瘤細胞凋亡;同時本發(fā)明可以有效提高藥物療效,減少藥物刺激,降低毒副作用,延長藥物作用時間實現(xiàn)長效緩釋,增加藥物的穩(wěn)定性。因此,作為生物大分子藥物的靶向遞送有著更為廣闊的應用前景。本發(fā)明的mPEG-PLGA納米顆粒制備方法簡單,適宜大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。
附圖說明
圖1為重組蛋白TmSm純化SDS-PAGE圖。其中,泳道M:Marker;泳道1:誘導前菌液;泳道2:誘導后菌液;泳道3:細胞破碎后上清;泳道4:細胞破碎后沉淀;泳道5:超聲洗滌后包涵體;泳道6:一次洗滌后包涵體;泳道7:二次洗滌后包涵體;泳道8:三次洗滌后包涵體;泳道9:溶解包涵體。
圖2為陽離子交換柱SP Sepharose FF柱復性色譜圖。
圖3為重組蛋白TmSm包涵體柱上復性SDS-PAGE圖。其中,泳道M:Marker;泳道1:SP上柱前(溶解后包涵體);泳道2:流穿液;泳道3:A沖洗峰;泳道4:SP下柱后。
圖4為RP-HPLC法檢測TmSm蛋白純度色譜圖。
圖5為復乳-溶劑揮發(fā)法結(jié)合高壓均質(zhì)制備TmSm-PLGA-NPs流程圖。
圖6為載TmSm的mPEG-PLGA納米顆粒的SDS-PAGE圖。其中,泳道M:Marker;泳道1:空白PLGA納米粒;泳道2:33.3mg/mL TmSm-PLGA納米粒;泳道3:66.7mg/mL TmSm-PLGA納米粒;泳道4:0.150mg/mL TmSm。
圖7為空白PLGA-NPs和TmSm-PLGA-NPs凍干圖。其中,A:空白PLGA-NPs凍干前;B:空白PLGA-NPs凍干后;C:TmSm-PLGA-NPs凍干前;D:TmSm-PLGA-NPs凍干后,每一組第一個瓶子為超純水,后面四個瓶子為1%蔗糖。
圖8為空白PLGA-NPs和TmSm-PLGA-NPs透射電鏡圖。其中,A:空白PLGA-NPs透射電鏡圖;B:TmSm-PLGA-NPs透射電鏡圖。
圖9為空白PLGA-NPs和TmSm-PLGA-NPs粒徑分布和Zeta電位圖。其中,A:空白PLGA-NPs粒徑分布圖;B:空白PLGA-NPs Zeta電位圖;C:TmSm-PLGA-NPs粒徑分布圖;D:TmSm-PLGA-NPs Zeta電位圖。
圖10為TmSm-PLGA-NPs的載藥量和包封率的測定結(jié)果。
圖11為37℃時PLGA載藥體系中TmSm在不同pH條件下(7.4,6.5,5.0)的釋放情況。
圖12為Blank PLGA和TmSm-PLGA納米粒對SW1990的細胞存活。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例,進一步闡述本發(fā)明。下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明,均為常規(guī)方法。下述實施例中所用的材料、試劑等,如無特殊說明,均可從商業(yè)途徑得到。應理解,這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
實施例1.重組蛋白TmSm的表達、純化及指標檢測
試劑與試劑盒:異丙基-B-D-硫代吡喃半乳糖苷(Isopropyl B-D-I-Thiogalactopyranoside,IPTG)、氨芐青霉素購自Sigma-Aldrich公司(美國),SP Sepharose FF陽離子交換柱購置于GE公司(美國),蛋白分子量標準品Premixed Protein Marker(Low),蛋白上樣緩沖液4×Protein SDS PAGE Loading Buffer,購置于寶生物工程有限公司(大連)。其他的生化試劑屬于國產(chǎn)常規(guī)的分析純試劑。
菌株和質(zhì)粒:
E.coli BL21(DE3)(Invirogen,USA)作為質(zhì)粒表達菌株。重組質(zhì)粒pRSET-B-TATm-Survivin(T34A)為本實驗室所構(gòu)建。
試劑配制:
氨芐青霉素(Amp)母液(50mg/mL)配制:用電子天平準確稱量氨芐青霉素粉劑0.5g,加入10mL超純水定容,充分溶解,將溶液用0.22μm無菌濾膜過濾除菌后,每1mL分裝1支,-20℃保存,備用。培養(yǎng)大腸桿菌時,每1mLLB培養(yǎng)基中加入1μL氨芐青霉素溶液(1:1000)。終濃度為50μg/mL。
異丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)母液(1M)配制:用電子天平準確稱量2.38g IPTG溶解于10mL超純水中,配制成238mg/mL的水溶液,用0.22μm無菌濾膜過濾除菌后,分裝1mL/支,-20℃保存,備用。誘導時每1mL LB培養(yǎng)基中加入1μL IPTG母液。終濃度為1mmol。
LB培養(yǎng)基的配制:根據(jù)《分子克隆實驗指導》配制每升培養(yǎng)基中加入950mL去離子水,10g蛋白胨,10g NaCl,5g酵母膏,搖動容器直至溶質(zhì)溶解。用5mol/L NaOH調(diào)節(jié)pH至7.0,用去離子水定容至1L。隨后121℃高壓滅菌20min。
5×蛋白電泳緩沖液(Tris-甘氨酸):稱取Tris堿15.1g,甘氨酸94g,SDS 5g,加雙蒸水定容至1L。
15%蛋白電泳分離膠:量取ddH2O 2.3mL,30%丙烯酰胺5.0mL,Tris-HCI(pH 6.8)2.5mL,10%SDS 100μL,10%APS 100μL,TEMED 100μL,混合均勻。
5%蛋白電泳濃縮膠:量取ddH2O 3.15mL,30%丙烯酰胺0.75mL,Tris-HCI(pH 6.8)0.57mL,10%SDS 45μL,10%APS 45μL,TEMED 4.5μL,混合均勻。
考馬斯亮藍染色液:稱取考馬斯亮藍(R-250)2g,量取乙醇200mL,冰醋酸100mL,去離子水750mL,濾紙過濾,室溫保存。
PBS緩沖液:8g NaCl,0.2g KCl,0.24g KH2PO4,1.44g Na2HPO4,定容至1L,用NaOH溶液或濃HCl溶液調(diào)pH至7.4,倒入HT瓶中,蓋上蓋子(但不擰緊),在121℃下滅菌20min,擰緊封口,備用。
0.2M pH6.5磷酸鹽緩沖母液(PB):根據(jù)《分子克隆第二版》配制,先配制0.2mol/L Na2HPO4 1L,稱取28.392g Na2HPO4(Mw=141.96),用超純水定容至1L。配制0.2mol/L NaH2PO4 1L,稱取27.598g NaH2PO4.H2O(Mw=137.99),用超純水定容至1L。Na2HPO4和NaH2PO4按31.5mL:68.5mL的比例混合。
20mmol/L pH6.5磷酸鹽緩沖液(PB):取100mL 0.2mol/L pH6.5磷酸鹽緩沖母液(PB),用超純水定容至900mL,通過pH儀用NaOH溶液或H3PO4溶液調(diào)節(jié)pH至6.5(初始為pH 6.47),倒入HT瓶中,蓋上蓋子(但不擰緊),在121℃下滅菌20min,擰緊封口,備用。
超聲裂解液:20mmol/L PB,50mmol/L NaCl。量取500mL 20mmol/L PB,稱取1.461g NaCl溶解,通過pH儀用NaOH溶液或H3PO4溶液調(diào)節(jié)pH至6.5。
包涵體洗滌液:20mmol/L PB,50mmol/L NaCl,2mol/L尿素,pH 6.5。量取500mL 20mmol/L PB,稱取1.461g NaCl,60.06g尿素溶解。通過pH儀用NaOH溶液或H3PO4溶液調(diào)節(jié)pH至6.5。
包涵體洗滌液:20mmol/L甘氨酸-氫氧化鈉緩沖液,0.5%Triton X-100,0.5mol/L尿素,1mol/L氯化鈉,2.5mmol/L EDTA,pH10.0。
包涵體溶解液:20mmol/L PB,50mmol/L NaCl,8mol/L尿素,pH 6.5。量取500mL 20mmol/L PB,稱取1.461g NaCl,240.24g尿素溶解。通過pH儀用NaOH溶液或H3PO4溶液調(diào)節(jié)pH至6.5。
SP Sepharose FF陽離子交換層析緩沖液:
緩沖液A:20mmol/L pH6.50磷酸鹽,8mol/L尿素,pH6.50。100mL配制方法:取10mL的0.2mol/L pH6.50的磷酸鹽緩沖液,加入雙蒸水40mL,加入48g的尿素充分溶解后,定容至100mL。而后加入微量的磷酸調(diào)節(jié)pH至6.50,過微濾膜后使用。
緩沖液B:20mmol/L pH6.50磷酸鹽,2mol/L尿素,pH6.50。100mL配制方法:取10mL 0.2mol/L pH6.50的磷酸鹽緩沖液,加入雙蒸水30mL,再加入12g的尿素溶解后定容至100mL,并用少量的濃NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至6.50,過微濾膜后使用。
緩沖液C:20mmol/L pH6.50磷酸鹽,2mol/L尿素,1mol/L NaCl緩沖液,pH6.50。100mL配制方法:取10mL的0.2mol/L pH6.50的磷酸鹽緩沖液,加入雙蒸水30mL,而后加入5.844g NaCl溶解后,再加入12g尿素溶解,定容至100mL后用少量的濃NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至6.50,過膜后使用。
透析液A:20mmol/L PB,2mol/L尿素,1mol/L NaCl,10%甘油,1mmol/L精氨酸,pH 6.5。
透析液B:20mmol/L PB,1mol/L尿素,0.5mol/L NaCl,10%甘油,1mmol/L精氨酸,pH 6.5。
透析液C:20mmol/L PB,0.25mol/L尿素,0.5mol/L NaCl,10%甘油,1mmol/L精氨酸,pH 6.5。
Bradford法測蛋白濃度相關(guān)溶液:
BSA蛋白標準液(mg/mL):將10mg BSA溶解于10mL無菌水中,分裝成1mL每管。
Bradford工作液:準確稱取100mg考馬斯亮藍G-250,加入50mL 95%的乙醇,100mL 85%的磷酸,用去離子水定容至1L,棕色瓶避光保存。常溫可放置一個月。
RP-HPLC法測蛋白純度:
緩沖液A:0.08%TFA乙腈:水=5:95,過微濾膜。
緩沖液B:0.1%TFA乙腈:水=95:5。
緩沖液C:純乙腈。三種緩沖液進行超聲,除去氣泡。其中TFA為三氟乙酸。
重組蛋白TATm-Survivin(T34A)在大腸桿菌中的表達:從-20℃中取出保藏的菌BL21/pRSET-B-TATm-Survivin(T34A),取50μL菌液置于5mL的含10μL50mg/mL Amp(100μg/mL)LB培養(yǎng)基的LB培養(yǎng)基中,37℃,200rmp,過夜培養(yǎng);取過夜培養(yǎng)的菌液1mL于100mL含200μL 50mg/mL Amp(100μg/mL)的LB培養(yǎng)基搖瓶中,37℃,200rmp培養(yǎng)3.5h左右,(取1mL菌液用于SDS-PAGE)至OD600=0.6左右,加IPTG(75μL)(終濃度為0.75mmol/mL)后轉(zhuǎn)入30℃,200rmp培養(yǎng)4h;4h后,收集菌液(1mL),用SDS-PAGE電泳鑒定產(chǎn)物表達情況,證明目的蛋白成功表達,結(jié)果如圖1所示。
菌體破碎及包涵體洗滌:將培養(yǎng)液4℃,8000rmp離心10min,獲得濕菌體;濕菌體用10mL細胞破碎液重懸,4℃,8000rmp離心10min;將濕菌體用細胞破碎液重懸,倒入高壓均質(zhì)機中,1000mpa壓力下破碎菌體(破碎3次);將破碎的菌體4℃,10000rmp離心15min,棄去上清,收集沉淀,得到的沉淀為粗包涵體(在上清液和沉淀中分別取樣,用于SDS-PAGE);將粗包涵體重懸于10mL包涵體洗滌液中洗滌,冰浴下400rmp攪拌10min。洗滌后于12000rpm,4℃下離心10min,棄去上清,收集沉淀。重復此步3次,收集沉淀為精制包涵體;將精制包涵體溶解于10mL包涵體溶解液中,冰浴下400rmp攪拌4h,于12000rpm,4℃下離心20min,去掉少量不溶物,上清即為溶解的包涵體,于4℃保存。
SP Sepharose FF柱上復性:將5mL SP Sepharose FF預裝柱,以陽離子上柱緩沖液A沖洗5個柱體積,速率3mL/min;將0.22μm膜過濾的TmSm包涵體溶液8mL上柱,用緩沖液A繼續(xù)沖洗直至吸光值回到基線,去除未結(jié)合的雜蛋白,速率3mL/min;以緩沖液A和緩沖液B組成的線性梯度緩沖液(0%-100%B)沖洗15個柱體積,速率2mL/min;用緩沖液B繼續(xù)沖洗SP柱直至吸光值回到基線;而后則更換陽離子柱洗脫液C進行洗脫,速率2mL/min,收集洗脫峰,SDS-PAGE檢測純度。
將透析袋按照通用流程預處理,將收集的蛋白放入透析袋中。透析袋按照1:10的體積放入透析液A中,透析6h。隨后取出,放入透析液B中,透析6h。隨后取出,放入透析液C中,透析6h。以上都在冰浴或者4℃下進行。將透析的溶液于12000rpm,4℃下離心20min,隨后取上清用3KDa的超濾管4℃,5000rmp離心超濾,倒去濾液重復數(shù)次濃縮蛋白,隨后-20℃保存蛋白。將濃縮的TmSm蛋白利用Bradford法測蛋白濃度。
SDS-PAGE蛋白電泳:
(1)將玻璃板用蒸餾水洗凈晾干,準備2個干凈的50mL燒杯。
(2)把玻璃板在灌膠支架上固定好。
(3)按比例配好15%分離膠,用移液槍快速加入,大約5cm左右,之后加少許20%乙醇,靜置30min。凝膠配制過程要迅速,催化劑TEMED要在注膠前再加入,否則凝結(jié)無法注膠。注膠過程最好一次性完成,避免產(chǎn)生氣泡。
(4)倒出20%乙醇并用濾紙把剩余的20%乙醇吸干,按比例配好5%濃縮膠,連續(xù)平穩(wěn)加入濃縮膠至離邊緣5mm處,迅速插入樣梳,靜置30min。
(5)拔出樣梳后,在上槽內(nèi)加入1×蛋白緩沖液(用5×蛋白緩沖液稀釋),沒過鋸齒。
(6)樣品準備:取蛋白樣品30μL與4×上樣緩沖液10μL(最終稀釋成1×上樣緩沖液loading buffer)(當需要進行非還原電泳時用非還原的上樣緩沖液)混合,煮沸10min,離心。
(7)上樣根據(jù)蛋白濃度可選擇5-30μL,蛋白樣品上樣20μL,蛋白marker上樣10μL。
(8)接通電源,恒壓80V跑30min。
(9)接著換電壓到120V,待溴酚藍跑出膠后(40-50min左右)關(guān)閉電源。
(10)凝膠板剝離與染色:電泳結(jié)束后,撬開玻璃板,將凝膠板做好標記后放在大培養(yǎng)皿內(nèi),加入染色液,染色30h左右。
(11)脫色:染色后的凝膠板用水漂洗數(shù)次,再加入脫色液或水置于微波爐中高火加熱15min進行快速脫色。
(12)脫色后,將凝膠板用水漂洗數(shù)次,置于生物電泳圖像分析系統(tǒng)中進行蛋白電泳圖像拍攝。
RP-HPLC法檢測TmSm蛋白純度:
色譜柱:C18色譜柱(4.6mm×150mm,5μm)
流動相:緩沖液A:0.08%TFA乙腈:水=5:95。緩沖液B:0.1%TFA乙腈:水=95:5。緩沖液A:B=60%:40%
柱溫:25℃
檢測波長:280nm
檢測流速:0.2mL/min
上樣量:20μL
洗脫方式:在室溫條件下,進行梯度洗脫。
純度計算:按面積歸一化法計算,以目標峰的峰面積占總積分面積的百分比作為純度數(shù)據(jù)。
(1)過SP FF陽離子柱收集的洗脫液進行透析,將透析上清超濾脫鹽,再加入PBS緩沖液進行換液,換液后的TmSm蛋白溶液測定蛋白濃度。
(2)將換液后的TmSm蛋白溶液用石英比色皿進行全波長掃描(200-400nm),記錄最大吸收峰處的吸收波長。
(3)利用C18柱進行純度測定,記錄色譜圖。
實施例2.TmSm-PLGA-NPs的制備及指標檢測
試劑:單甲氧基聚乙二醇聚乳酸乙醇酸共聚物mPEG5000-PLGA50/5028000購置于濟南岱罡生物工程有限公司,乙酸乙酯購置于上?;瘜W試劑有限公司,PEG8000購置于北京拜爾迪生物技術(shù)有限公司,聚乙烯醇PVA購置于上海凌峰化學試劑有限公司,BCA法微量蛋白質(zhì)濃度測定試劑盒購置于生工生物工程有限公司(上海)。其他的生化試劑屬于國產(chǎn)常規(guī)的分析純試劑。
試劑配制:
1%PVA溶液:稱取1g PVA,用超純水加熱溶解,定容至100mL。
5%PEG8000水溶液:稱取0.5g PEG8000,用超純水溶解,定容至10mL。
10%蔗糖:稱取1g蔗糖,用超純水溶解,定容至10mL。
PLGA納米顆粒制備:25mg mPEG-PLGA溶于2mL乙酸乙酯中,將200μL 1mg/mL TmSm 5%PEG水溶液加入到PLGA溶液中,冰浴條件下超聲l min(功率為100W,超1s,停1s,60次),形成油包水(W1/O)型乳液。將獲得的(W1/O)型乳液加入到20mL 1%PVA水溶液中,將上述混合液引入高壓均質(zhì)機(100MPa)進行兩個周期,即形成水包油包水(W1/O/W2)型復乳液。在室溫常壓下800rmp磁力攪拌4h,揮發(fā)有機溶劑乙酸乙酯。然后,將固化的納米粒通過低溫高速離心(4℃,12100r/min,20min)收集,用5mL超純水清洗3次,洗凈納米粒表面的PVA。其中,將離心的上清液進行收集。將上述清洗的沉淀用2mL 1%蔗糖重懸,置于西林瓶中,先-20℃冷凍半小時,再置于-80℃過夜冷凍,最后置于冷凍干燥機中冷凍干燥24h,去除納米粒中的水分后,得到納米粒成品,4℃環(huán)境下冷藏。其中,利用加超純水代替1%蔗糖作為對照,進行冷凍干燥??瞻譖LGA納米顆粒制備是利用200μL 5%PEG水溶液作為內(nèi)水相,其他條件不變。
納米顆粒的載藥量和包封率的測定:將離心洗滌過程中的上清液收集,并用50mL容量瓶定容到50mL,采用Micro BCA法測定未被包進納米粒中的TmSm含量,并計算納米粒的包封率。由以下公式計算納米顆粒的載藥量和包封率:
BCA法微量蛋白質(zhì)濃度測定
A試劑準備
(1)按照以下公式計算所需的BCA工作液總體積。
BCA工作液總體積=(標準曲線測定點數(shù)+樣品數(shù))×重復次數(shù)×每個樣品所需的BCA工作液體積
(2)根據(jù)所需的BCA工作液總體積,定量取溶液A:溶液B:溶液C=25:24:1,混勻,制成BCA工作液。
(3)取一定量的BSA標準溶液,用1×PBS溶液稀釋為40μg/mL。
(4)取9支1.5mL離心管,按照下表平行操作,配制BSA濃度梯度。
B酶標板法
(1)選取酶標板上22個孔,分為標準組和樣品組。其中16個孔,每個標準品設置1個重復,各孔分別加入100μL相應濃度的標準蛋白質(zhì)溶液(40μg/mL);剩余4孔,分為2個重復組,重復孔編號相同。其中編號不同的兩孔加入濃度不同的100μL樣品稀釋液。
(2)各酶標孔加入100μL BCA工作液,迅速混勻。
(3)在37℃保溫30min。
(4)冷卻至室溫后,在酶標儀上測各孔的A562值。
(5)以標準組各孔A562平均值為縱坐標,對應的蛋白質(zhì)濃度為橫坐標,在坐標紙上或Microsoft Excel軟件中繪制標準曲線。
(7)根據(jù)兩個相同樣品稀釋液A562值的平均值,在標準曲線上計算出該樣品經(jīng)過稀釋后的蛋白質(zhì)濃度。選擇合適稀釋度的樣品計算最終的樣品蛋白濃度,再由稀釋倍數(shù)計算原樣品蛋白質(zhì)濃度。
納米顆粒的體外釋放實驗:精密稱取載藥納米顆?;蚩瞻准{米顆粒10mg置于離心管中,加入1.5mL PBS緩沖液(pH 7.4),置于37℃恒溫搖床中,振蕩速度100rpm。分別在第l、2、4、6、8、12、24、48h以及第3、4、5、6天取出離心管,置于冷凍離心機中,14000rpm離心10min,將全部的釋放介質(zhì)小心吸出并更換新的PBS緩沖液釋放介質(zhì),以空白納米顆粒的釋放上清液作為空白對照,按Micro BCA試劑盒要求進行加樣,反應顯色后于562nm處測得其吸光度,代入藥物釋放標準曲線,計算求得各個時間點釋放的TmSm的藥量(C0)。同時,測定釋放前納米顆粒中TmSm的含量(C0)。計算累計釋放百分率Ft:Ft=(ΣCt/C0)×100%,以Ft對時間t作圖,獲得藥物釋放曲線。
實施例3.TmSm-PLGA-NPs的體外抗腫瘤活性檢測
試劑與試劑盒:MTT,青鏈霉素混合液,DMSO購置于北京索來寶公司,RPMI-1640培養(yǎng)基,胎牛血清,胰酶購自Gibco公司(美國)。其他的生化試劑屬于國產(chǎn)常規(guī)的分析純試劑。
細胞株和培養(yǎng)基:
人胰腺癌細胞SW1990,培養(yǎng)條件為37℃,5%CO2濃度,培養(yǎng)基為RPMI1640培養(yǎng)基(含10%胎牛血清)。
試劑配制:
RPMI1640完全培養(yǎng)基:量取90mL RPMI1640培養(yǎng)液(1×),加入10mL胎牛血清,1mL青霉素(100IU/L)和1mL鏈霉素(100mg/L),充分混勻,置于4℃保存。
5mg/mL MTT溶液:稱取250mg MTT溶于50mL PBS中,60℃助溶使其充分溶解,用0.22μm無菌濾膜過濾除菌,-20℃避光保存。
細胞的傳代:將超凈工作臺用紫外滅菌30min;培養(yǎng)基放入37℃培養(yǎng)箱中預熱。用倒置顯微鏡觀察細胞生長狀態(tài),當細胞鋪滿瓶底80%-90%時,棄去瓶內(nèi)培養(yǎng)基,用PBS清洗兩遍,洗去殘留的培養(yǎng)基,然后加入500μL胰酶,消化1-2min,待細胞變圓并從瓶壁上脫落時,加入4ml已預熱的新鮮培養(yǎng)基終止消化,并用無菌的吸管沿著瓶壁吹打細胞,直到形成單細胞懸液,稀釋到合適的細胞密度傳代。
細胞的凍存:超凈臺紫外滅菌30min,培養(yǎng)基放入37℃培養(yǎng)箱中預熱。將培養(yǎng)瓶中的舊培養(yǎng)基棄去,用PBS清洗兩遍;再向培養(yǎng)基中加入500μL胰酶,放入培養(yǎng)箱中消化1-2min,待細胞變圓并有少量細胞漂浮時,加入培養(yǎng)基終止消化;吹打細胞形成單細胞懸液后,將其移入離心管中以1000rpm離心5min,棄去上清,加入1ml細胞凍存液(700μL基礎培養(yǎng)基,200μL胎牛血清,100μL DMSO),用吸管吹打均勻,移入凍存管中蓋緊蓋子。將凍存管于4℃冰箱中放置0.5h,-20℃放置2h,再放入-80℃過夜,最后放入液氮中長期保持。
細胞的復蘇:從液氮中取出細胞,迅速將其置于37℃水浴中,不停地搖動,使細胞快速溶解;然后將其移入離心管中以1000rpm離心5min;棄去上清,再加入4ml新鮮培養(yǎng)基,吹打均勻后,移入培養(yǎng)瓶中,置于37℃,5%CO2的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。過夜后,換培養(yǎng)液除去死細胞。
MTT法檢測TmSm蛋白對胰腺癌SW1990細胞增殖的影響:接種胰腺癌SW1990細胞:細胞鋪滿細胞瓶80-90%時,用0.5mL 0.25%胰酶消化后,加入2mL RPMI1640完全培養(yǎng)基(10%胎牛血清,100IU/L青霉素,100mg/L鏈霉素,pH7.2)終止消化并吹打細胞,使形成細胞懸液。吸取1mL細胞懸液加入15mL的離心管中,并用6mL含10%胎牛血清的培養(yǎng)液配成單個細胞懸液,以2×104個細胞/mL接種到96孔板,每孔加入體積100μL。37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h,觀察到孔中細胞長滿至70-80%。小心吸取舊的培養(yǎng)液棄去,每孔加入200μL含10%胎牛血清的培養(yǎng)液,最外一圈加入PBS。其中空白對照孔加入200μL RPMI1640完全培養(yǎng)基;其他孔為不同濃度的空白PLGA和TmSm-PLGA納米顆粒,蛋白濃度分別為2mg/mL、4mg/mL、6mg/mL、8mg/mL、10mg/mL和12mg/mL,分別加入200μL,每個濃度共4個平行孔。將加好樣品的96孔板置37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)24h,顯微鏡下觀察胰腺癌SW1990細胞形態(tài)是否發(fā)生變化。每孔加20μL 5mg/mL MTT溶液。繼續(xù)孵育4h,終止培養(yǎng),小心吸去孔內(nèi)培養(yǎng)上清液。每孔加入150μL DMSO,在振蕩儀上充分振蕩10min使結(jié)晶溶解。在酶標儀上測定各孔的λ=490nm處吸光值,計算細胞存活率。細胞存活率=待測組吸光值/陰性對照組吸光值×100%。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,應當指出,對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。