【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于基因工程及生物醫(yī)藥，具體涉及一種新型可編程多重修飾的長(zhǎng)效緩釋類彈性蛋白(elastin-like?polypeptide,elp)載體的合成及其在藥物遞送中的應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、多肽、抗體及蛋白質(zhì)藥物在生物醫(yī)藥領(lǐng)域發(fā)展迅猛。與傳統(tǒng)小分子藥物相比，它們具有生物活性高、特異性強(qiáng)、毒性低等優(yōu)勢(shì)，且與體內(nèi)受體的親和性較好，因此被認(rèn)為是極具前途的生物大分子藥物。迄今，多個(gè)多肽、抗體及蛋白質(zhì)藥物已上市，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。然而，此類藥物大多存在穩(wěn)定性差、體內(nèi)半衰期短、生物利用度低等問(wèn)題，尤其是在慢性疾病治療中，蛋白質(zhì)及多肽類藥物往往需要長(zhǎng)期、頻繁給藥，這不僅降低患者的順應(yīng)性，還可能引發(fā)不良反應(yīng)。因此，開(kāi)發(fā)長(zhǎng)效化藥物遞送策略具有重要的臨床意義。例如，胰高血糖素樣肽1(glp-1)作為治療2型糖尿病的潛在藥物，由于易被二肽基肽酶-4(dipeptidylpeptidase-4,dpp-4)降解而失去生物活性，藥物半衰期僅為約2分鐘，需要頻繁給藥來(lái)維持治療效果，這嚴(yán)重影響患者的依從性。同樣，貝伐珠單抗治療年齡相關(guān)性黃斑病變時(shí)需要頻繁進(jìn)行玻璃體內(nèi)注射，易誘發(fā)視網(wǎng)膜出血和白內(nèi)障等并發(fā)癥。因此，研發(fā)長(zhǎng)效藥物以改善患者依從性顯得迫在眉睫。
2、目前，多肽、抗體及蛋白質(zhì)藥物的長(zhǎng)效化策略包括：構(gòu)建突變體、fc片段融合、糖基化修飾及聚乙二醇(polyethylene?glycol,peg)修飾等技術(shù)。構(gòu)建突變體是通過(guò)減少不穩(wěn)定氨基酸、增強(qiáng)蛋白酶抗性來(lái)延長(zhǎng)血漿半衰期，但是通過(guò)隨機(jī)突變尋找關(guān)鍵位點(diǎn)效率較低且結(jié)果不確定。fc片段融合雖
3、類彈性蛋白(elastin-like?polypeptides，elps)是由val-pro-gly-x-gly重復(fù)序列組成的多肽聚合物，其中x代表除脯氨酸以外的任意氨基酸。elp具有特殊的溫度響應(yīng)性，表現(xiàn)出較低臨界溶液溫度(lower?critical?solution?temperature,lcst)相行為。通過(guò)調(diào)整elp序列和長(zhǎng)度，可精準(zhǔn)調(diào)控其相變溫度，從而實(shí)現(xiàn)藥物釋放的精準(zhǔn)控制。由于elp衍生于天然彈性蛋白，具有良好的生物相容性和極低的免疫原性。不同的氨基酸具有不同物理化學(xué)特性，從而極大豐富elp搭載藥物的能力(包括化學(xué)共軛、生物融合等方式)。elp是由基因編碼生物合成的，可以精準(zhǔn)制備所需的多功能生物材料elp，能夠攜帶幾乎任何類型的貨物，包括從小分子到大分子融合蛋白的藥物，因此成為極具潛力的長(zhǎng)效藥物載體。對(duì)于慢性疾病，長(zhǎng)效緩釋藥物是最優(yōu)的治療方式之一。通過(guò)構(gòu)建與藥物重組融合或化學(xué)共軛的elp-藥物偶連物，調(diào)控其相轉(zhuǎn)變溫度至生理溫度以下，經(jīng)注射后在注射部位發(fā)生原位lcst相變，形成聚集體藥物儲(chǔ)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)藥物的緩慢釋放。這種藥物庫(kù)可用于局部治療，也可調(diào)控藥物以特定動(dòng)力學(xué)緩慢釋放并逐步進(jìn)入血液循環(huán)中，用于全身治療。本專利技術(shù)中涉及的elp是以生物合成、精準(zhǔn)修飾及智能緩釋為技術(shù)的藥物傳遞平臺(tái)。
4、本專利技術(shù)通過(guò)可編程的生物合成技術(shù)，構(gòu)建了一系列帶有不同氨基酸特征的elp聚合物載體，并從中篩選出能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)效緩釋的優(yōu)選elp載體，提供了一種創(chuàng)新性的藥物遞送長(zhǎng)效化解決方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)旨在提供一種可編程的多重修飾長(zhǎng)效緩釋類彈性蛋白(elp)載體及其應(yīng)用。通過(guò)基因編碼生物合成技術(shù)，本專利技術(shù)將不同結(jié)構(gòu)的氨基酸按照特定比例排列組合，開(kāi)發(fā)出一種創(chuàng)新的elp藥物遞送體系。一方面，本專利技術(shù)以異亮氨酸和纈氨酸為基礎(chǔ)，結(jié)合正電荷、負(fù)電荷、苯環(huán)、羥基苯環(huán)等多種結(jié)構(gòu)，或者將這些結(jié)構(gòu)兩兩嵌合，生物合成出一系列可編程的elp載體。通過(guò)體外臨界相行為的溫度檢測(cè)，篩選出在體溫下能夠發(fā)生原位相變并形成有序聚集體藥物儲(chǔ)庫(kù)的候選elp載體。另一方面，攜帶不同特征氨基酸的elp載體在體內(nèi)的緩釋速度和代謝效率不同。利用cy7標(biāo)記這些候選elp載體，通過(guò)小動(dòng)物活體成像技術(shù)篩選出長(zhǎng)效型的新型可編程elp載體，進(jìn)而延長(zhǎng)藥物半衰期，優(yōu)化藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)，提高患者的依從性。
2、本專利技術(shù)篩選獲得的優(yōu)選可編程緩釋elp包含良好的溫度響應(yīng)特性、負(fù)電荷修飾、合適的大小及超長(zhǎng)效緩釋特征。該可編程緩釋elp經(jīng)皮下注射后，在體溫觸發(fā)下原位發(fā)生相變并形成藥物儲(chǔ)庫(kù)，藥物從儲(chǔ)庫(kù)向體內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)緩慢釋放，顯著延長(zhǎng)單次注射藥物的有效作用時(shí)間，改善藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)，提高患者的依從性。該優(yōu)選的可編程緩釋elp具有廣泛的應(yīng)用潛力，適用于蛋白質(zhì)、多肽、抗體、小分子藥物等多種藥物的遞送，尤其在長(zhǎng)效緩釋和藥物生物利用度方面表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。
3、本專利技術(shù)所采取的技術(shù)方案涉及一種新型的藥物緩釋長(zhǎng)效聚合物載體系統(tǒng)，具體內(nèi)容如下：
4、本專利技術(shù)的第一方面，提供一種藥物緩釋長(zhǎng)效聚合物載體。該載體由類彈性蛋白(elp)組成，其包含正電荷、或負(fù)電荷、或羥基苯環(huán)、或正電荷嵌合羥基苯環(huán)、或負(fù)電荷嵌合羥基苯環(huán)的結(jié)構(gòu)。
5、具體的，本專利技術(shù)利用可編程的生物合成方法，構(gòu)建了一系列不同氨基酸組成的不同結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的elp，包括復(fù)合特征正電荷系列elp(ivk)、復(fù)合特征負(fù)電荷系列elp(ive)、復(fù)合特征苯環(huán)系列elp(ivf)、復(fù)合特征羥基苯環(huán)系列elp(ivy)及結(jié)構(gòu)嵌合特征系列elp(ivyive)。
6、在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，所述類彈性蛋白在37℃時(shí)能夠發(fā)生原位相變，形成排列有序的生物聚集體。
7、在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，所述類彈性蛋白能夠?qū)囟取㈦姾伞⒚浮⒐饣蚧瘜W(xué)物質(zhì)等外界刺激作出敏感響應(yīng)。
8、在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，所述類彈性蛋白序列為(vpgxg)n，其中n＝60～180，優(yōu)選n＝120～150，x代表除脯氨酸以外的任何一種氨基酸，n為整數(shù)。
9、本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，所述x可以是賴氨酸、谷氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、異亮氨酸中的至少一種。
10、在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，所述藥物遞送載體可作為環(huán)境刺激響應(yīng)性聚集體，在受到溫度、ph、酶、電荷、光或化學(xué)物質(zhì)的刺激時(shí)產(chǎn)生敏感響應(yīng)。
11、在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，所述藥物載體elp聚合物的響應(yīng)溫度范圍為10℃至50℃，優(yōu)選為16℃至28℃。
12、在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，所述elp聚合物的氨基酸序列如seq?id?no.11、或seq?id?no.12、或seq?id?no.13、或seq?id?no.14、或seq?id?no.15、或seq?id?no.16、或seq?id?no.17、或seq?id?no.18所示。優(yōu)選的elp氨基酸序列包括：
13、[(vpgig)4(vpgvg)4(vpgeg)1]2[(vpgig本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種可編程的多重修飾長(zhǎng)效緩釋類彈性蛋白ELP載體，其特征在于，所述載體為包含復(fù)合特征羥基苯環(huán)結(jié)構(gòu)、復(fù)合特征苯環(huán)結(jié)構(gòu)、復(fù)合特征正電荷修飾、復(fù)合特征負(fù)電荷修飾或其兩種及以上結(jié)構(gòu)嵌合特征組成的類彈性蛋白。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可編程的多重修飾長(zhǎng)效緩釋類彈性蛋白ELP載體，其特征在于，所述類彈性蛋白序列包括(VPGXG)n，所述X為除脯氨酸P之外的任何一種氨基酸；所述X為賴氨酸、谷氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、異亮氨酸中的至少一種；所述n的取值范圍為60至180；所述載體的相變溫度為15-30℃。
3.一種核酸分子，其特征在于，所述核酸分子編碼彈性蛋白；所述類彈性蛋白結(jié)構(gòu)優(yōu)選序列包括：[(VPGIG)4(VPGVG)4(VPGEG)1]2[(VPGIG)4(VPGVG)4(VPGYG)1]14。
4.一種長(zhǎng)效緩釋生物聚合物遞送載體，包含權(quán)利要求1或2所述的多重修飾長(zhǎng)效緩釋類彈性蛋白ELP載體和活性分子；所述活性分子包括診斷劑和/或治療劑和/或分子開(kāi)關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的長(zhǎng)效緩釋生物聚合物遞送載體，其特征在于，所述診斷劑包
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的長(zhǎng)效緩釋生物聚合物遞送載體，其特征在于，所述治療劑包含單克隆抗體、結(jié)構(gòu)域抗體、納米抗體、多特異性抗體、嵌合抗體、抗體模擬物、人源化抗體及其片段、胰島素、生長(zhǎng)因子、白細(xì)胞介素、干擾素、能量因子、紅細(xì)胞生成素、中性粒細(xì)胞生長(zhǎng)因子、pDNA、siRNA、miRNA、mRNA、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子、依那西普、阿柏西普、利拉魯肽、艾塞那肽、蘭端肽、胰高血糖素樣肽-1、松弛肽、奧曲肽、瘦素、天冬酰胺酶、尿酸酶、環(huán)孢菌素、抗利尿激素、催產(chǎn)素、胰腺素、超氧化物歧化酶、疫苗、VEGF受體中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的長(zhǎng)效緩釋生物聚合物遞送載體，其特征在于，所述熒光標(biāo)記包括：Cy7、Cy5、Cy3、GFP、YFP、BFP、CFP中的至少一種。
8.一種生物材料，其特征在于，所述生物材料為下述(a1)～(d1)中的任一種：
9.權(quán)利要求1或2中所述可編程的多重修飾長(zhǎng)效緩釋類彈性蛋白ELP載體或權(quán)利要求3所述核酸分子或權(quán)利要求4～7任一項(xiàng)所述長(zhǎng)效緩釋生物聚合物遞送載體或權(quán)利要求7所述的生物材料在制備診斷劑和/或藥物中的應(yīng)用。
10.一種制備用于體內(nèi)長(zhǎng)效緩釋生物聚合物遞送載體的方法，其特征在于，通過(guò)基因工程技術(shù)將權(quán)利要求1～2中任一項(xiàng)所述的載體與權(quán)利要求4～6中任一項(xiàng)所述的活性分子結(jié)合，制備具有環(huán)境刺激響應(yīng)的緩釋長(zhǎng)效可控的生物聚合物藥物。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種可編程的多重修飾長(zhǎng)效緩釋類彈性蛋白elp載體，其特征在于，所述載體為包含復(fù)合特征羥基苯環(huán)結(jié)構(gòu)、復(fù)合特征苯環(huán)結(jié)構(gòu)、復(fù)合特征正電荷修飾、復(fù)合特征負(fù)電荷修飾或其兩種及以上結(jié)構(gòu)嵌合特征組成的類彈性蛋白。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可編程的多重修飾長(zhǎng)效緩釋類彈性蛋白elp載體，其特征在于，所述類彈性蛋白序列包括(vpgxg)n，所述x為除脯氨酸p之外的任何一種氨基酸；所述x為賴氨酸、谷氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、異亮氨酸中的至少一種；所述n的取值范圍為60至180；所述載體的相變溫度為15-30℃。
3.一種核酸分子，其特征在于，所述核酸分子編碼彈性蛋白；所述類彈性蛋白結(jié)構(gòu)優(yōu)選序列包括：[(vpgig)4(vpgvg)4(vpgeg)1]2[(vpgig)4(vpgvg)4(vpgyg)1]14。
4.一種長(zhǎng)效緩釋生物聚合物遞送載體，包含權(quán)利要求1或2所述的多重修飾長(zhǎng)效緩釋類彈性蛋白elp載體和活性分子；所述活性分子包括診斷劑和/或治療劑和/或分子開(kāi)關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的長(zhǎng)效緩釋生物聚合物遞送載體，其特征在于，所述診斷劑包括熒光標(biāo)記或放射標(biāo)記；所述治療劑包括多肽、抗體、蛋白、核酸、化學(xué)藥物或中藥；所述分子開(kāi)關(guān)包括亞胺、苯硼酸酯非共價(jià)交聯(lián)的ph響應(yīng)，基質(zhì)金屬蛋白酶、酯酶、組蛋白酶酶切響應(yīng)，及摻入光敏官能團(tuán)的光響應(yīng)功能基團(tuán)。
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張?jiān)?/a>，郭勛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華南理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。