像正在进行临床试验的thapsigargin一样,trilobolide是一种具有良好抗癌和抗炎特性的天然产品。与毒胡萝卜素类似,它具有有限的水溶性,大大降低了其潜在的药物应用。使用基于脂质体的载体可以实现疏水性药物的靶向递送。因此,我们设计了一种可追踪的三叶虫内脂质体给药系统。荧光绿色发光染料BODIPY,胆固醇和三叶酸内酯用于产生构建体6。脂质体由二棕榈酰-3-三甲基铵丙烷和磷脂酰乙醇胺组成。整个系统用原子力显微镜表征,脂质体的平均尺寸为宽150nm,高30nm。我们评估了构建体6及其脂质体制剂的生物活性,两者都显示出原代大鼠巨噬细胞的免疫调节特性。通过两种癌细胞系中的活细胞荧光显微镜监测构建体6及其脂质体制剂的摄取和细胞内分布。构造6的封装进入脂质体改善了癌细胞中的药物分布,随后是细胞死亡。这种新的脂质体三叶酸内酯衍生物不仅保留了纯三叶虫内酯的生物学特性,而且还提高了生物利用度,因此具有用于治疗应用的潜力。
关键词: BODIPY结合物; 癌症靶向; 药物输送; 脂质体; 天然化合物; 倍半萜内酯三叶内酯
靶向(智能)药物递送是一种用于将活性化合物优先特异性递送至人体中的一些细胞或组织的方法。这种方法已成为超越药物发现瓶颈的关键问题。随着新技术的出现和对生物过程的深入理解,特定目标的概念已成为生物医学领域最具吸引力的方向之一。特定的药物靶向可以通过使用例如抗体,肽,聚乙二醇聚合物,以及最后但并非最不重要的脂质体来实现,这些脂质体现在已被广泛研究[1,2]。通常,使用脂质体是为了通过改善药物吸收,延长其生物半衰期或降低其代谢来增强所应用药物的治疗指数[3]。
由于“视觉相信”,强烈希望不仅将药物靶向受疾病影响的组织,而且还将其定位和可能的作用机制直接映射到给定部位。基于这种方法,开发了使用含有能够成像和固化的药物的载体递送的多模式药剂[4]。使用荧光成像可以获得有关生物分子/药物定位和作用的有意义的信息,因为它提供了非侵入性,灵敏度和良好的时空分辨率[5]。从众多已知的荧光化合物中,广泛使用小的有机荧光团,例如BODIPY染料。
BODIPYs是基于4,4-二氟-4-硼-3a荧光染料,4A-氮杂小号 -indacene支架,最近已经历了越来越多的关注化学[6-10]和生命科学的应用[11-13]。基于高荧光量子产率,窄光谱特性和足够的化学稳定性,BODIPY已被用作例如激光染料,小有机分子标签[14-16],药物[17],细胞器标记,用于抗体,肽和核酸标记[18-20],pH [21],金属[22,23]和氧化还原电位传感(在Boens等人[24]中得到充分评价)),以及光动力学活性剂的开发[25,26]。
在这项工作中,我们描述了基于绿色发光BODIPY染料和三叶内酯 - 胆固醇(Tb-ChL)在脂质体制剂中的荧光构建体(进一步称为构建体6,如方案1中所示)的合成和应用。Trilobolide(Tb,图1)是倍半萜内酯类的有效天然化合物,通过对肉瘤/内质网Ca 2+ -ATPase(SERCA)的不可逆抑制消耗细胞内Ca 2+离子储存导致细胞死亡纳摩尔浓度[27-30]。在我们最近的研究中,我们报道了荧光Tb-BODIPY结合物在许多癌细胞系的内质网中的定位[31]。除此之外,Tb还引起高度关注,因为它诱导高产一氧化氮(NO),其对大鼠腹膜细胞具有免疫调节作用[32]。我们在[31]中记录了Tb,其作为具有绿色发光BODIPY的荧光缀合物制备,在原代大鼠巨噬细胞中诱导剂量依赖性NO产生。与Tb本身的亚微摩尔活性相比,荧光Tb表达诱导型NO和细胞因子分泌的效力转移到低微摩尔范围。
在所提出的结构中引入胆固醇(ChL)是基于其在人造脂质体载体的生产中的常规开发。将ChL掺入脂质体中显示出“收紧”流体双层,从而减少脂质体中活性成分的泄漏[1]。总之,含有Tb,ChL和BODIPY 的构建体6探针代表明确定义的可追踪系统,其具有增强的组装成脂质体系统的能力。