技术详细介绍
1、立项背景 胃癌是世界上胃癌发病率和死亡率最高的国家之一,发病率和死亡率均是世界平均水平两倍多[1-2]。 目前临床胃癌最主要的治疗手段是化疗。但是由于多数抗肿瘤药物选择性不高,在化疗治疗过程中毒副作用较大。因此化学治疗亟须解决的关键问题是:提高药物的靶向性和降低药物的毒副作用,以减轻患者的痛苦,提高肿瘤患者的生活质量[3]。 近年来,以表面活性剂或高分子载体材料形成的胶束为载体制成的药物胶束制剂正受到越来越多的关注,而粒径为纳米尺寸的纳米制剂作为药物的载体具有许多独特的优势(颗粒小、比表面积大、EPR效应等)。同时缓释药物、靶向药等优势。这预示着纳米制剂在肿瘤治疗领域有广阔的发展空间。 姜黄素(Curcumin具有较强的抗肿瘤活性。但它有着一个“致命”的缺陷:生物利用度低和易代谢降解。本单位某课题组共合成了近500个结构稳定的姜黄素类似物,并证实了这些姜黄素类似物具有更好地药代动力学性能[16]。通过抗肿瘤活性筛选,通过MTT法测试了这些类似物对不同肿瘤细胞的抑制效果,表明通过化学结构的修饰改善姜黄素的药代缺陷并提高药效是行之有效的策略。 2、目的和意义 我们对姜黄素类似物进行了抗胃癌抑制活性的筛选,从中我们发现了优秀的先导物WZ35。其在μM水平抑制各种胃癌细胞的增殖,且几乎不影响正常的胃粘膜细胞,体外稳定性实验也显示WZ35具有比姜黄素更高的稳定性(详见研究基础)。本项目拟采用纳米材料学及现代药剂学方法制备水性、纳米、靶向WZ35的纳米新剂型,在体内初步评价该类似物的抗胃癌活性。同时建立胃癌裸鼠模型,通过一系列的研究,对该类似物制剂进行进一步体内抗胃癌效果评价。本课题将为姜黄素类药物开发提供理论指导,并为胃癌的治疗提供新的制剂和候选药物。 2、项目主要研究内容和技术经济指标 2.1 主要论点和论据: 2.1.1 姜黄素类似物的抗胃癌活性筛选及其纳米制剂的制备、表征(已完成) (1)姜黄素姜黄素类似物的抗胃癌活性筛选。 (2)采用自组装法成功制备具有良好理化性能的姜黄素类似物WZ35的 纳米制剂。 (3)采用激光粒度仪测定姜黄素类似物WZ35的纳米制剂的粒度分布及其表面电荷。 (4)采用HPLC法测定药物的包封率和载药量等理化参数。 (5)XRD检测制剂的晶体学性能以及DSC测定制剂的热力学性能。 2.1.2 姜黄素类似物纳米制剂体外抗肿瘤活性评价 (1)抑制细胞增殖: (2)抑制增殖、凋亡相关蛋白的表达: (3)细胞凋亡检测: 2.1.3 裸鼠胃癌模型的建立及姜黄素类似物纳米制剂抗肿瘤活性评价 (1)裸鼠胃癌模型的建立: (2)抑瘤率:检测姜黄素类似物WZ35及其纳米制剂对胃癌的抑制效果。 (3)荷瘤裸鼠存活率:计算肿瘤实验中荷瘤裸鼠的存活情况。 (4)抗增殖凋亡检测:采用Western blot法,检测肿瘤组织中增殖、凋亡相关的蛋白Caspase-3、Caspase-9、p-Rb、Bcl-2等的表达情况。 3.项目主要创新点 (1)采用化学结构修饰和纳米制剂相结合的方式改善姜黄素类药物的缺陷,且该类似物具有更强的抗胃癌活性。 (2)载体材料安全:本课题采用泊洛沙姆F-127为药物载体,安全无毒、生物降解可控,其低分子量泊洛沙姆F-68已经用于临床制剂使用。 (3)剂型新颖:水溶性制剂,避免使用任何的乳化剂,可以有效避免由于乳化剂产生溶血等的毒副作用;同时制备的姜黄素类似物纳米制剂稳定性好,能冻干复溶。 5.项目的经济、社会效益和推广前景 1)前景分析 姜黄素类似物WZ35是本实验室首先发现的、具有自主知识产权的姜黄素类似物。我们前期发现姜黄素类似物WZ35对不同胃癌细胞具有明显的抑制活性,且活性优于姜黄素,我们推测其制备的姜黄素类似物WZ35纳米制剂在抗胃癌方面有良好的药理活性。具有开发成为新型有效的抗结直肠癌药物的市场前景。 2)效益 本单位某课题组合成了近500个结构稳定的姜黄素类似物,并证实了这些姜黄素类似物具有更好地药代动力学性能。同时为了提高姜黄素类似物的生物溶解度以及药物缓释的效果,提出将姜黄素类似物制成生物利用度较高的纳米制剂。本项目发现姜黄素类似物WZ35纳米制剂具有优于姜黄素的抗肿瘤效果以及更好的生物利用度,为以后的药物开发提供了可能。 6.课题实施中存在的主要问题 不足之处从设计思路上,该课题目前仅从纳米制剂在裸鼠移植瘤模型中的应用,而没用在原位癌中验证,希望通过完善动物实验,进而确认WZ35纳米材料可以对原位癌产生抑制作用及其作用效果,同时深入研究其作用机制,从药物本身上考虑,我们制备的姜黄素类似物WZ35纳米制剂抗肿瘤效果从实验角度方面得到印证,但是其稳定性还达不到我们的预期,我们期望下一步通过进一步研究将其纳米制剂做到更加稳定。
1、立项背景 胃癌是世界上胃癌发病率和死亡率最高的国家之一,发病率和死亡率均是世界平均水平两倍多[1-2]。 目前临床胃癌最主要的治疗手段是化疗。但是由于多数抗肿瘤药物选择性不高,在化疗治疗过程中毒副作用较大。因此化学治疗亟须解决的关键问题是:提高药物的靶向性和降低药物的毒副作用,以减轻患者的痛苦,提高肿瘤患者的生活质量[3]。 近年来,以表面活性剂或高分子载体材料形成的胶束为载体制成的药物胶束制剂正受到越来越多的关注,而粒径为纳米尺寸的纳米制剂作为药物的载体具有许多独特的优势(颗粒小、比表面积大、EPR效应等)。同时缓释药物、靶向药等优势。这预示着纳米制剂在肿瘤治疗领域有广阔的发展空间。 姜黄素(Curcumin具有较强的抗肿瘤活性。但它有着一个“致命”的缺陷:生物利用度低和易代谢降解。本单位某课题组共合成了近500个结构稳定的姜黄素类似物,并证实了这些姜黄素类似物具有更好地药代动力学性能[16]。通过抗肿瘤活性筛选,通过MTT法测试了这些类似物对不同肿瘤细胞的抑制效果,表明通过化学结构的修饰改善姜黄素的药代缺陷并提高药效是行之有效的策略。 2、目的和意义 我们对姜黄素类似物进行了抗胃癌抑制活性的筛选,从中我们发现了优秀的先导物WZ35。其在μM水平抑制各种胃癌细胞的增殖,且几乎不影响正常的胃粘膜细胞,体外稳定性实验也显示WZ35具有比姜黄素更高的稳定性(详见研究基础)。本项目拟采用纳米材料学及现代药剂学方法制备水性、纳米、靶向WZ35的纳米新剂型,在体内初步评价该类似物的抗胃癌活性。同时建立胃癌裸鼠模型,通过一系列的研究,对该类似物制剂进行进一步体内抗胃癌效果评价。本课题将为姜黄素类药物开发提供理论指导,并为胃癌的治疗提供新的制剂和候选药物。 2、项目主要研究内容和技术经济指标 2.1 主要论点和论据: 2.1.1 姜黄素类似物的抗胃癌活性筛选及其纳米制剂的制备、表征(已完成) (1)姜黄素姜黄素类似物的抗胃癌活性筛选。 (2)采用自组装法成功制备具有良好理化性能的姜黄素类似物WZ35的 纳米制剂。 (3)采用激光粒度仪测定姜黄素类似物WZ35的纳米制剂的粒度分布及其表面电荷。 (4)采用HPLC法测定药物的包封率和载药量等理化参数。 (5)XRD检测制剂的晶体学性能以及DSC测定制剂的热力学性能。 2.1.2 姜黄素类似物纳米制剂体外抗肿瘤活性评价 (1)抑制细胞增殖: (2)抑制增殖、凋亡相关蛋白的表达: (3)细胞凋亡检测: 2.1.3 裸鼠胃癌模型的建立及姜黄素类似物纳米制剂抗肿瘤活性评价 (1)裸鼠胃癌模型的建立: (2)抑瘤率:检测姜黄素类似物WZ35及其纳米制剂对胃癌的抑制效果。 (3)荷瘤裸鼠存活率:计算肿瘤实验中荷瘤裸鼠的存活情况。 (4)抗增殖凋亡检测:采用Western blot法,检测肿瘤组织中增殖、凋亡相关的蛋白Caspase-3、Caspase-9、p-Rb、Bcl-2等的表达情况。 3.项目主要创新点 (1)采用化学结构修饰和纳米制剂相结合的方式改善姜黄素类药物的缺陷,且该类似物具有更强的抗胃癌活性。 (2)载体材料安全:本课题采用泊洛沙姆F-127为药物载体,安全无毒、生物降解可控,其低分子量泊洛沙姆F-68已经用于临床制剂使用。 (3)剂型新颖:水溶性制剂,避免使用任何的乳化剂,可以有效避免由于乳化剂产生溶血等的毒副作用;同时制备的姜黄素类似物纳米制剂稳定性好,能冻干复溶。 5.项目的经济、社会效益和推广前景 1)前景分析 姜黄素类似物WZ35是本实验室首先发现的、具有自主知识产权的姜黄素类似物。我们前期发现姜黄素类似物WZ35对不同胃癌细胞具有明显的抑制活性,且活性优于姜黄素,我们推测其制备的姜黄素类似物WZ35纳米制剂在抗胃癌方面有良好的药理活性。具有开发成为新型有效的抗结直肠癌药物的市场前景。 2)效益 本单位某课题组合成了近500个结构稳定的姜黄素类似物,并证实了这些姜黄素类似物具有更好地药代动力学性能。同时为了提高姜黄素类似物的生物溶解度以及药物缓释的效果,提出将姜黄素类似物制成生物利用度较高的纳米制剂。本项目发现姜黄素类似物WZ35纳米制剂具有优于姜黄素的抗肿瘤效果以及更好的生物利用度,为以后的药物开发提供了可能。 6.课题实施中存在的主要问题 不足之处从设计思路上,该课题目前仅从纳米制剂在裸鼠移植瘤模型中的应用,而没用在原位癌中验证,希望通过完善动物实验,进而确认WZ35纳米材料可以对原位癌产生抑制作用及其作用效果,同时深入研究其作用机制,从药物本身上考虑,我们制备的姜黄素类似物WZ35纳米制剂抗肿瘤效果从实验角度方面得到印证,但是其稳定性还达不到我们的预期,我们期望下一步通过进一步研究将其纳米制剂做到更加稳定。