一種抗腦癌的藻藍蛋白-葡聚糖-蟲草素膠束及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)藥材料技術領域。更具體地，涉及一種能夠抑制腦癌細胞生長的藻藍蛋白-葡聚糖-蟲草素膠束及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]腦腫瘤即顱內腫瘤，是指原發(fā)性和轉移性腫瘤的異質群體，中樞神經系統(tǒng)是危及生命的疾病，其特點是存活率極低。全球原發(fā)行腦腫瘤的年發(fā)病率是大約為24000例，是一種種類繁多的且通常會使患者治后不愈，留下后遺癥。腦腫瘤的轉移是另一個重要的類中樞神經系統(tǒng)疾病，主要從系統(tǒng)性癌癥肺癌、乳腺癌和皮膚癌轉移至腦部。轉移性腦部腫瘤發(fā)病率較高，在美國年發(fā)病率約為100000?170000例。
[0003]目前，惡性腦腫瘤治療方法包括手術切除、放療、和化療及復合療法，這些方法可以極大的延長患者的生存時間。此外，大腦解剖和成像技術的進步也為腦腫瘤的早期檢測、診斷測試、手術計劃以及術后評估起了至關重要的作用。但是，盡管在腦腫瘤的診斷和治療方法上已經付出了極大的努力，但是腦腫瘤的治愈仍然是神經腫瘤的一大挑戰(zhàn)，其主要原因有:(1)大腦結構的復雜性；(2)腦腫瘤的多樣化和侵入性；(3)無法辨別腫瘤邊緣和腫瘤擴散的性；(4)藥物治療上的經驗積累不足；(5)化療產生耐藥性。不同于其他組織，腦部組織由血腦屏障(Blood-Brain Barrier，BBB)保護，血腦屏障可以阻止內生的有害物質和外來物質隨血液流入，但同時這也成為腦腫瘤治療的主要限制因素。研究表明，只有血液中小分子的親脂性物質，電中性分子以及一些分子量在400?600的營養(yǎng)素可以被動擴散到腦部。因此，要想腦癌提高藥物的治療的療效，就必須要使藥物有效通過血腦屏障到達患處。
[0004]另外，國內外有文獻報道，藻藍蛋白對腫瘤細胞具有直接的殺傷與抑制作用。Schwartz等首先發(fā)現(xiàn)藻藍蛋白對癌細胞有抑制作用，預示著藻藍蛋白有抗腫瘤潛力；Nishanth等研究了其抗肝癌活性;Subhashin等研究了其對白血病的治療作用。但是，尚未證明其對腦癌的作用如何，而且藻藍蛋白分子量較大，很難與細胞直接作用，限制了其在抗癌中的應用。同時，蟲草素是一種腺苷類物質，是蛹蟲草的主要生物活性成分，具有藥理特性。相比普通化學抗癌藥物，蟲草素作為一種天然中草藥成分，對正常機體的毒副作用小，同時具有抗腫瘤、抗癌細胞轉移、免疫調節(jié)、抗氧化等作用。Chen等已經證明蟲草素對大鼠神經膠質瘤細胞系的殺傷作用。雖然蟲草素已經被證實對腦癌細胞有抑制作用，但Lu發(fā)現(xiàn)蟲草素在體內24 h就完全代謝，這也成為蟲草素直接應用于腦腫瘤治療的最大限制因素。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有腦腫瘤治療技術和藥物的不足，提供一種新型的腦癌治療藥物材料，本發(fā)明通過美拉德反應將葡聚糖接枝到藻藍蛋白上形成復合物，再應用自組裝機理將蟲草素包裹在里面形成膠束，成功的合成了分散性好、尺寸較小的藻藍蛋白膠束;該膠束能夠穿過血腦屏障到達腫瘤處，對腦癌細胞具有抑制作用，而且藥物能夠緩慢釋放，在血液中的留存作用時間較長，使其最終能在腫瘤組織處被動積累，有很大的潛力應用于腦癌的治療。
[0006]本發(fā)明的目的是提供一種能夠抑制腦癌細胞生長的藻藍蛋白-葡聚糖-蟲草素膠束。
[0007]本發(fā)明另一目的是提供上述藻藍蛋白-葡聚糖-蟲草素膠束的制備方法。
[0008]本發(fā)明的再一目的是提供上述藻藍蛋白-葡聚糖-蟲草素膠束的應用。
[0009]本發(fā)明上述目的通過以下技術方案實現(xiàn):
一種抗腦癌的藻藍蛋白-葡聚糖-蟲草素膠束，是首先采用美拉德反應的方法將藻藍蛋白接枝到葡聚糖上，形成藻藍蛋白-葡聚糖復合物;再通過自組裝的機理，將蟲草素包裹到藻藍蛋白里面，自組裝形成膠束制備得到。
[0010]其中優(yōu)選地，制備上述膠束所用的葡聚糖和藻藍蛋白的質量比為0.25?4:1。
[0011 ]更優(yōu)選地，所述葡聚糖和藻藍蛋白的質量比為2?4:1。
[0012]最優(yōu)選地，所述葡聚糖和藻藍蛋白的質量比為4:1。
[0013]另外，優(yōu)選地，所述美拉德反應的條件為50?70°C反應24?60h。
[0014]更優(yōu)選地，所述美拉德反應的條件為60°C反應48ho
[0015]優(yōu)選地，制備上述膠束所用的藻藍蛋白和蟲草素的質量比為10?30:1。
[0016]更優(yōu)選地，所述藻藍蛋白和蟲草素的質量比為20:1。
[0017]優(yōu)選地，制備上述膠束所用葡聚糖的分子量為65?75KD。
[0018]更優(yōu)選地，所述葡聚糖的分子量為70KD。
[0019]作為一種優(yōu)選的可實施方案，上述藻藍蛋白-葡聚糖-蟲草素膠束的具體制備方法包括如下步驟:
51.按照葡聚糖:藻藍蛋白=0.25?4:1的質量比，將藻藍蛋白和葡聚糖混合，加入去離子水，超聲震蕩至葡聚糖和藻藍蛋白均完全溶解；
52.將步驟S1所得混合溶液的pH值調節(jié)至3?4.5，然后將混合溶液冷凍干燥；
53.將步驟S2冷凍干燥所得的固體放在裝有飽和KBr溶液的密閉容器中，置于50?70°C下進行美拉德反應24?60h，反應產物即為藻藍蛋白-葡聚糖復合物；
54.將藻藍蛋白-葡聚糖復合物加去離子水溶解，得到藻藍蛋白-葡聚糖共價結合物溶液，再按照藻藍蛋白:蟲草素=10?30:1的質量比，向溶液中加入蟲草素，超聲振蕩4 h以上，即制得藻藍蛋白-葡聚糖-蟲草素膠束。
[0020]其中，優(yōu)選地，步驟S2所述混合溶液的pH值調節(jié)至3.8。
[0021 ]優(yōu)選地，步驟S2所述冷凍干燥的條件為:_50°C，真空1.0Pa。
[0022]優(yōu)選地，步驟S3所述密閉容器中的相對濕度為70?85%。
[0023]更優(yōu)選地，步驟S3所述密閉容器中的相對濕度為79%。
[0024]優(yōu)選地，步驟S4所述去離子水的添加量以得到藻藍蛋白濃度為15?30mg/ml的藻藍蛋白-葡聚糖共價結合物溶液為準。
[0025]更優(yōu)選地，步驟S4所述去離子水的添加量以得到藻藍蛋白濃度為20mg/ml的藻藍蛋白-葡聚糖共價結合物溶液為準。
[0026]優(yōu)選地，步驟S4所述超聲振蕩的時間為4?1Oh。
[0027]本發(fā)明首次利用藻藍蛋白和葡聚糖制備出復合物，再將蟲草素包裹其中，成功制得一種抗腦癌的新型藥物，該藥物能夠穿過血腦屏障到達腫瘤處，對腦癌細胞具有抑制作用，而且藥物能夠緩慢釋放，在血液中的留存作用時間較長，使其最終能在腫瘤組織處被動積累，有很大的潛力應用于腦癌的治療。
[0028]因此，上述藻藍蛋白-葡聚糖-蟲草素膠束在制備抗腦癌藥物中的應用也在本發(fā)明的保護范圍之內。
[0029]本發(fā)明利用葡聚糖和藻藍蛋白合成新型的藻藍蛋白膠束，利用這一新興的納米材料作為藥物載體，具有低毒性和高載藥率的特點，具有以下優(yōu)勢:首先，可以有效改善難溶性藥物的吸收，改善藥物循環(huán);其次，具有較高的載藥能力，而且可以實現(xiàn)藥物的緩慢釋放，延長藥物作用時間；另外，還可以可有效提高藥物效應，減輕毒副作用，提高血藥濃度，同時提高藥物的穩(wěn)定性以及實現(xiàn)藥物靶向輸送。而且，膠束具有親水的外殼和疏水的內核，因此具有良好的溶解性、高藥物包載率、低細胞毒性以及可以有效的避免藥物被單核巨噬細胞吞噬，在腦癌的治療上有很大的優(yōu)勢。
[0030]膠束的形成過程主要依靠自組裝原理，但是現(xiàn)有技術中，膠束的合成材料大多為一些聚合物，通常在膠束的合成過程中，會加入大量的有機溶劑，導致膠束本身帶有很大的細胞毒性，影響其生物學效應。在本發(fā)明中，我們選擇了一種天然蛋白質藻藍蛋白，與葡聚糖通過美拉德反應結合在一起形成復合物。葡聚糖由多個葡萄糖分子間通過α(1，6)糖苷鍵聚合而成的多糖，含有豐富的羥基，易溶于水，有良好的生物相容性和生物