營養(yǎng)知識
最新資訊
-
電話： 400-113-6988 郵箱： dongfangxicao@163.com 地址： 深圳市南山區(qū)粵海街道高新中三道9號環(huán)球數(shù)碼大廈19樓
↓ 微信掃碼識別關(guān)注我們 ↓ 
具有結(jié)腸癌抗癌活性的甲基硒代阿司匹林類似物的新劑型
發(fā)表于：2021-12-14 作者：admin 來源：本站 點擊量：22388
原文：Ruberte A C , Gustavo González-Gaitano, Sharma A K , et al. New Formulation of a Methylseleno-Aspirin Analog with Anticancer Activity Towards Colon Cancer[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2020, 21(23):9017.
翻譯：
1.簡介
阿司匹林(ASA)是一種廣泛用于各種適應(yīng)癥的藥物。在過去的十年中，ASA因其良好的化學預(yù)防和化療效果，特別是對結(jié)直腸癌(colorectal cancer, CRC)的治療，受到了世界范圍內(nèi)眾多科學家的關(guān)注。多項臨床研究表明，低劑量ASA可預(yù)防結(jié)直腸癌，降低其發(fā)生率和轉(zhuǎn)移風險。然而，長期服用ASA會導(dǎo)致嚴重的胃腸道副作用。因此，為了提高ASA的療效，人們做了大量的工作來優(yōu)化ASA。
另一方面，在非甾體抗炎藥(NSAIDs)中加入硒(Se)與不含硒功能的有機藥物相比，已被證明極大地提高了它們的抗腫瘤功效。值得注意的是，硒的抗腫瘤功效取決于其代謝轉(zhuǎn)化為單甲基化硒的速率，如硒的抗腫瘤活性。因此，許多CH3SeH前體被設(shè)計和合成，如甲基硒酸，對幾種癌癥，特別是CRC有抑制作用。利用這些原理并遵循基于片段的設(shè)計，我們的研究小組確定了一種很有前景的抗腫瘤甲基硒基ASA類似物（2-（[甲基Selanyl]羰基）苯基乙酸酯，1a），它是一種假定的活性甲基硒醇（CH3SeH）前體（圖1）。通過NaHSe與鄰乙酰水楊酰氯反應(yīng)，一鍋合成了一種很有前途的抗腫瘤藥物，然后用碘甲烷對中間體進行甲基化。根據(jù)美國國家癌癥研究所（NCI）人類腫瘤細胞系篩選結(jié)果，化合物1a對60個細胞系的平均細胞生長抑制值為54.63%。此外，在我們的實驗室中，溶解在二甲基亞砜中的衍生物1a在CRC中的IC50值低于2μM，但二甲基亞砜不能在臨床環(huán)境中用作載體。然而，它的水溶性很小，而且這種類似物由于其揮發(fā)性，在癌細胞中也會失去功效。因此，1a需要在不影響療效的前提下開發(fā)臨床相關(guān)的制劑。
為了進一步開發(fā)這種類似物，我們建議通過載藥技術(shù)來解決其限制屏障，從而增加其水溶性并使其延長釋放形式，從而提高其生物利用度和對癌細胞的有效性。在這種情況下，環(huán)糊精(CDs)是這是小分子最常用的運載方法之一。CDs是一種環(huán)狀寡糖，由6、7或8個葡萄糖單元(分別為α-、β-或γ- cd)通過α-1,4個糖苷鍵連接形成天然的分子錐形容器，具有輕微疏水性空腔和親水性外部部分。因此CDs可與疏水藥物通過非共價相互作用形成宿主-客體包合物，提高藥物的水溶性和穩(wěn)定性。值得注意的是，多項臨床前研究證實這些包合物也可以提高抗腫瘤藥物的療效。
另一方面，聚合物膠束也作為納米載體出現(xiàn)，以提高細胞內(nèi)藥物積累和藥物療效。Pluronic®系列表面活性劑(巴斯夫)是線性三嵌段共聚物，其中兩個親水聚環(huán)氧乙烷(PEO)嵌段通過疏水聚環(huán)氧丙烷(PPO)嵌段連接。它們的兩親性顯著依賴于EO或PO單體的數(shù)量。它們對atp結(jié)合盒的藥物外排轉(zhuǎn)運體的過表達表現(xiàn)出抑制活性。此外，一些臨床前研究已經(jīng)證明這些結(jié)構(gòu)物可以增強化療藥物的療效，如阿霉素。
因此,1a用不同類型的CDs配制(β-CD, α-CD, 2-羥丙基-β-CD(HP -β-CD和γ-CD)和普朗尼克F127,一種核殼兩親性嵌段共聚物膠束。通過nmR和紫外可見光譜對這些藥物結(jié)構(gòu)進行了表征。我們評估了
1a對CRC的細胞毒性，無論是單獨的還是被CDs或普朗尼克F127包裹的。同樣，我們研究了這些載體技術(shù)對揮發(fā)物活性片段(可能是CH3SeH)的體外保存和釋放能力。簡而言之, β-CD、修飾的HP-β- CDs和普朗尼克F127已被證明是改善1a藥理特性的優(yōu)良載體。
2.結(jié)果與討論
2.1 1a的水溶性
化合物1a由核磁氫譜顯示出很差的水溶性（2.20*10-4 M）(圖S2和S3)。因而，在室溫下，我們將1a與活性的CDs（α-CD、β-CD或γ- CD）和修飾的HP -β-CD，普朗尼克F127結(jié)合。在所有這些CDs中，只有β-CD和HP -β-CD改善了藥物的溶解性(圖S4-S6)，提高到了6倍（分別為1.37*10-3 M，1.46*10-3 M在CD濃度為4.15*10-3 M，4.17*10-3 M）。同樣,普朗尼克F127也增加了溶解度(1.17*10-3 M,在1%表面活性劑下)。
2.2 配方的表征
2.2.1 1a的表征：CDs配合物
通過1H-NMR譜證實了1a與CDs形成包合物，因為在CDs中加入客體總是會使腔內(nèi)質(zhì)子的化學環(huán)境發(fā)生一些變化。具體來說，在D2O中向β-CD中加入1a會導(dǎo)致H-5質(zhì)子的前場位移，這與CD腔中藥物的加入是一致的(圖2A,B)。這一包合物也通過ROESY-NMR譜得到了證實，表明β-CD內(nèi)部的H-3和H-5質(zhì)子與1a的H-2、H-4、H-3和H-5芳香質(zhì)子之間存在較強的交叉峰(圖3)。這些結(jié)果清楚地證明了1a的芳香環(huán)位于大環(huán)的空腔內(nèi)。1a與HP-β-CD的包合物通過1H-NMR表征，1a:HP-β-CD在重水中的不同摩爾分數(shù)（圖4A，B）。得到的光譜顯示了1a乙酰質(zhì)子化學位移的上電場變化。這一發(fā)現(xiàn)證實了1a乙酰質(zhì)子與HP-β-CD的結(jié)合，使得這種相互作用與1a: β-CD絡(luò)合物的相互作用非常不同。
采用了Job’s plot方法，利用質(zhì)子位移來確定化學計量，根據(jù)r = 0.5時曲線峰值的摩爾比，兩CDs的化學計量比為1:1(分別見圖5A、B)。
包合物也能深刻改變客體分子的物理化學特征，如其在紫外-可見光譜中的吸光度、熒光發(fā)射等。在這種情況下,1a的熒光光譜(2.2*10-4 M)被記錄在沒有和存在的CDs。在這兩種大環(huán)條件下，1a的熒光發(fā)射均顯著增加(圖6A,B)，并伴隨著波段的紅移(約10 nm)，證實了1a環(huán)境的微極性發(fā)生了變化由于CD腔內(nèi)的夾雜物。
我們還研究了1a的紫外吸收光譜 (2.2*10-4 M)隨著β-CD和H-β-CD濃度的增長(升高到1:30摩爾比)。光譜顯示，在240 nm處，不同寡糖濃度的最大吸光度差異不大，但顯著(圖7A,C)。這些變化可用于確定配合物1a:CDs的結(jié)合常數(shù)Kb，根據(jù)240nm處DA數(shù)據(jù)的非線性回歸，作為CD濃度的函數(shù)（圖7B，D）。1a: β-CD和1a:HP-β-CD絡(luò)合物的締合常數(shù)分別為306 +1和458 + 9，表明1a的HP-β-CD濃度略高于β-CD。
2.2.2普朗尼克F127膠束對1a的影響
基于PPO和PEO嵌段共聚物的聚合物膠束強烈地受溫度和濃度的影響，這意味著低水溶性藥物的表面活性劑的負載能力。從這個意義上說，核磁共振是一種非常合適的技術(shù)來研究自聚集現(xiàn)象和小分子在膠束中的增溶作用。圖8顯示了F127在重水中的1H-NMR光譜在不同濃度下（27℃和37℃時）在沒有和存在1a的情況下的展開圖。共聚物最相關(guān)的信號是PPO嵌段甲基的3.73 ppm處的雙峰（圖8A–C）和1.20 ppm處的強單峰，對應(yīng)于聚合物的質(zhì)子PEO塊的亞甲基（圖8D-F）。首先聚焦于不含1a的表面活性劑，并考慮到溫度效應(yīng)，兩組信號在加熱時向上移動（當從27℃?zhèn)鬟f到37℃時，甲基質(zhì)子為0.11 ppm，圖8A–C，亞甲基質(zhì)子為0.06 ppm，圖8D–F）。這種轉(zhuǎn)變可以用單體自聚形成膠束時發(fā)生的塊脫水來解釋，這涉及到相應(yīng)質(zhì)子的磁環(huán)境的變化。這種脫水對于形成膠束核心的PPO塊更為顯著，因為它比PEO具有更高的疏水性。關(guān)于給定溫度下的濃度效應(yīng)，Pluronic F127的膠束化程度較高，為5%（w/v），而需要較少的表面活性劑濃度，即1%（w/v），以便在37℃下形成膠束（圖8B，E，藍線）。
在藥物存在下，1a共振的變化反映了不同的磁環(huán)境。在37℃（膠束完全形成）下，1a和1%（w/v）F127的擴展1H-NMR光譜在2.5 ppm處顯示出強烈的單重態(tài)峰，歸屬于1a的甲基硒（Se-CH3）基團的質(zhì)子（圖8H，藍線）。此外，圖S7中收集了相同條件下1a的芳香信號。隨著表面活性劑濃度的增加，共振向上移動，證實了聚合物和藥物之間的相互作用。在NOESY光譜中觀察到的PO單體的甲基質(zhì)子和1a的兩個甲基（甲基硒基和乙?；┲g的交叉峰證實了藥物主要位于疏水核心（圖9），這證明了當與共聚物調(diào)配時，藥物在水中的溶解度增加。
2.3 對CRC細胞的抗腫瘤活性
溶解于二甲基亞砜中的1a已被證明對CRC細胞有效。然而，二甲基亞砜不能作為載體用于臨床，1a的水溶性很低。因此，在24、48和72h用MTT法對溶于水的藥物構(gòu)建體在體外對大腸癌細胞（HT-29、HCT-166、RKO、Caco-2）進行評價。選擇大腸癌細胞是為了涵蓋不同的特征，包括對5-氟尿嘧啶和奧沙利鉑（HT-29）的敏感性，野生型p53表達（RKO），以及轉(zhuǎn)化生長因子β-1和-2（HCT-116）和維甲酸結(jié)合蛋白I和維甲酸結(jié)合蛋白II（Caco-2）的表達。每個細胞系和時間點的劑量反應(yīng)曲線如圖10和11所示。對于RKO細胞，當形成CD包合物或加入F127聚合物膠束時，即使在24小時，1a的細胞毒性潛力也會提高。考慮到RKO是唯一顯示這種行為的CRC細胞系，需要進一步的研究來解釋這種意外的結(jié)果。這可能是因為該細胞系是被評估的結(jié)直腸癌細胞中分化程度較低的細胞系。相反，對于其余的結(jié)直腸癌細胞系（HT-29、HCT-116和Caco-2），1a的細胞毒性在24小時下降，盡管細胞毒性在72小時恢復(fù)。這一事實可以解釋為1a或某些活性揮發(fā)物（如甲基硒醇）在與CDs或F127調(diào)配時釋放較慢。因此，用CDs作為載體或溶解在聚合物膠束中，可以延長藥物在腫瘤中的細胞毒活性，提高1a類似物的敏感性。值得注意的是，復(fù)合物1a: β-CD比HP-β-CD具有更高的細胞毒性活性，這與HP-β-CD具有更高的單位常數(shù)相一致。最后，HT-29細胞系是最敏感的CRC細胞系，并被選為研究1a本身可能的活性揮發(fā)物的定性釋放。
2.4 釋放研究
使用MTT分析法（圖S1）在三次（24、48和72小時）和三種濃度（50、25和10μM）下對單獨或配制的1a揮發(fā)性成分向HT-29細胞系的體外釋放進行定性評估。結(jié)果以細胞生長百分比表示（圖12）。有趣的是，單獨使用1a對鄰近處理井的HT-29細胞顯示出很高的細胞毒活性。這一觀察證實1a是活性揮發(fā)性成分的前體。值得注意的是，當用CDs或Pluronic F127配制的1a處理細胞時，其對相鄰孔上細胞的細胞毒性潛能降低，表明活性揮發(fā)性片段釋放減少（圖12）。復(fù)合物1a:β-CD的揮發(fā)物釋放量高于1a:HP-β-CD，可能是因為其親和力常數(shù)較低（圖12）。1a:F127顯示出對相鄰孔中細胞的最低細胞毒性活性。
3.討論
在文獻中，許多非甾體抗炎藥釋放衍生物已被開發(fā)和表征。因此，釋放磷酸、HS、NO和NOSH的非甾體抗炎藥具有很強的細胞毒活性對不同的癌細胞。僅考慮阿司匹林，NO和磷酸釋放類似物作為抗結(jié)直腸癌的抗腫瘤藥物脫穎而出。盡管如此，化合物1a是第一種硒阿司匹林釋放劑，在HT-29、HCT-116和Caco-2 CRC細胞系上顯示IC50值在0.9到2.2μM之間。
含有硒的非甾體抗炎藥的報道很少，與非修飾非甾體抗炎藥相比，它們的抗腫瘤活性都有顯著提高。盡管它們的IC50值都與化合物1a相當，但這種新的se -阿司匹林類似物具有很大的優(yōu)勢，因為它能夠通過釋放活性揮揮物影響未處理細胞。這一關(guān)鍵特征可能代表了一個巨大的優(yōu)勢，不僅可以治療原發(fā)腫瘤，也可以治療遠處的轉(zhuǎn)移性病變，這一概念還有待驗證。用化合物1a治療腫瘤不僅可以影響腫瘤表面的細胞，還可以影響腫瘤內(nèi)部的細胞。
任何小分子的翻譯命運取決于它在臨床相關(guān)制劑中的封裝效率。因此，為了將化合物1a推進臨床前體內(nèi)評價，作為未來可能的臨床研究的前奏，我們設(shè)計了幾種制劑，旨在通過治療實現(xiàn)活性揮發(fā)物的更持久釋放。以前，我們的研究小組使用Pluronics和Tetronics來增加非常疏水的硒二唑的水溶性，得到了最佳的結(jié)果。然而，據(jù)我們所知，這是第一次甲基硒釋放化合物是制定與環(huán)糊精和Pluronics。新配方的甲硒基阿司匹林類似物比母體化合物1a表現(xiàn)出更大的特征，因為細胞毒性活性持續(xù)時間過長，從而提高了其在可能的臨床評估中成功的機會。雖然這項研究只是在初步階段的發(fā)展和廣泛的研究仍然需要，我們認為這些配方有潛力的臨床開發(fā)。
許多臨床研究已經(jīng)用環(huán)糊精和Pluronics F127進行，表明這兩種載體都適合臨床開發(fā)。因此，我們?yōu)檫@些制劑的最終臨床開發(fā)提出以下幾組進行比較：（1）環(huán)糊精、Pluronics和1a單獨，（2）磷酸、H2S和NO釋放阿司匹林的實例，（3）作為甲基硒醇前體的甲基硒酸。
5.結(jié)論
綜上所述，考慮到甲硒基阿司匹林類似物1a具有很好的抗腫瘤活性，但由于其溶解性和揮發(fā)性而失去療效，該類似物是由天然的α-，β-和γ-CD和改性的β-CD（HP-β-CD）配制而成的。1a的溶解度在β-CD和HP-β-CD以及Pluronic F127的作用下提高了6倍，這是由于與β-和HP-β-CD以1:1的化學計量比形成包合物，結(jié)合常數(shù)（Kb）分別為306和458。此外，1a還與Pluronic F127的聚合物膠束調(diào)配，這也增加了溶解度，將藥物并入膠束的疏水核心。在這兩種情況下，1a對結(jié)直腸癌細胞系的抗腫瘤作用更持久，可能是由于其溶解度增加、釋放較慢以及活性揮發(fā)物釋放減少所致。因此，天然的β-CD、改性的HP-β-CD和Pluronic F127可以作為改善有機硒化合物的藥理學性質(zhì)的有希望的載體，這些化合物通常存在溶解性和功效問題。
翻譯：
具有結(jié)腸癌抗癌活性的甲基硒代阿司匹林類似物的新劑型
摘要：阿司匹林（ASA）由于其化學預(yù)防和化學治療作用引起了世界范圍內(nèi)眾多科學家的廣泛興趣，尤其是在結(jié)直腸癌（CRC）中。與沒有硒原子的有機物相比，將硒（Se）原子并入ASA大大提高了它們在大腸癌中的抗腫瘤活性，例如有前途的抗腫瘤甲基硒ASA類似物（1a）。然而，由于化合物1a的溶解性和揮發(fā)性較差，其在癌細胞中的功效受到影響。因此，1a是由天然的α-，β-和γ-環(huán)糊精（CD），改性的β-環(huán)糊精（羥丙基-β-CD，HP-β-CD）和普朗尼克F127 配制而成的，所有這些都是無毒的，可生物降解的，F(xiàn)DA批準的。1a的水溶性通過β-、HP-β- CDs和普朗尼克F127得到增強?；衔?a與CDs形成包合物，并被納入F127膠束的疏水核心。在這里，我們評估了1a單獨或與β-、HP-β- CDs和普朗尼克F127合用對CRC細胞的細胞毒性潛能。值得注意的是，1a制劑對結(jié)直腸癌細胞具有更持久的抗腫瘤活性。因此,β-、HP-β- CDs和普朗尼克F127可能是改善具有溶解度問題和揮發(fā)性的有機硒化合物的藥理學性質(zhì)的優(yōu)良載體。1.簡介
阿司匹林(ASA)是一種廣泛用于各種適應(yīng)癥的藥物。在過去的十年中，ASA因其良好的化學預(yù)防和化療效果，特別是對結(jié)直腸癌(colorectal cancer, CRC)的治療，受到了世界范圍內(nèi)眾多科學家的關(guān)注。多項臨床研究表明，低劑量ASA可預(yù)防結(jié)直腸癌，降低其發(fā)生率和轉(zhuǎn)移風險。然而，長期服用ASA會導(dǎo)致嚴重的胃腸道副作用。因此，為了提高ASA的療效，人們做了大量的工作來優(yōu)化ASA。
另一方面，在非甾體抗炎藥(NSAIDs)中加入硒(Se)與不含硒功能的有機藥物相比，已被證明極大地提高了它們的抗腫瘤功效。值得注意的是，硒的抗腫瘤功效取決于其代謝轉(zhuǎn)化為單甲基化硒的速率，如硒的抗腫瘤活性。因此，許多CH3SeH前體被設(shè)計和合成，如甲基硒酸，對幾種癌癥，特別是CRC有抑制作用。利用這些原理并遵循基于片段的設(shè)計，我們的研究小組確定了一種很有前景的抗腫瘤甲基硒基ASA類似物（2-（[甲基Selanyl]羰基）苯基乙酸酯，1a），它是一種假定的活性甲基硒醇（CH3SeH）前體（圖1）。通過NaHSe與鄰乙酰水楊酰氯反應(yīng)，一鍋合成了一種很有前途的抗腫瘤藥物，然后用碘甲烷對中間體進行甲基化。根據(jù)美國國家癌癥研究所（NCI）人類腫瘤細胞系篩選結(jié)果，化合物1a對60個細胞系的平均細胞生長抑制值為54.63%。此外，在我們的實驗室中，溶解在二甲基亞砜中的衍生物1a在CRC中的IC50值低于2μM，但二甲基亞砜不能在臨床環(huán)境中用作載體。然而，它的水溶性很小，而且這種類似物由于其揮發(fā)性，在癌細胞中也會失去功效。因此，1a需要在不影響療效的前提下開發(fā)臨床相關(guān)的制劑。
為了進一步開發(fā)這種類似物，我們建議通過載藥技術(shù)來解決其限制屏障，從而增加其水溶性并使其延長釋放形式，從而提高其生物利用度和對癌細胞的有效性。在這種情況下，環(huán)糊精(CDs)是這是小分子最常用的運載方法之一。CDs是一種環(huán)狀寡糖，由6、7或8個葡萄糖單元(分別為α-、β-或γ- cd)通過α-1,4個糖苷鍵連接形成天然的分子錐形容器，具有輕微疏水性空腔和親水性外部部分。因此CDs可與疏水藥物通過非共價相互作用形成宿主-客體包合物，提高藥物的水溶性和穩(wěn)定性。值得注意的是，多項臨床前研究證實這些包合物也可以提高抗腫瘤藥物的療效。
另一方面，聚合物膠束也作為納米載體出現(xiàn)，以提高細胞內(nèi)藥物積累和藥物療效。Pluronic®系列表面活性劑(巴斯夫)是線性三嵌段共聚物，其中兩個親水聚環(huán)氧乙烷(PEO)嵌段通過疏水聚環(huán)氧丙烷(PPO)嵌段連接。它們的兩親性顯著依賴于EO或PO單體的數(shù)量。它們對atp結(jié)合盒的藥物外排轉(zhuǎn)運體的過表達表現(xiàn)出抑制活性。此外，一些臨床前研究已經(jīng)證明這些結(jié)構(gòu)物可以增強化療藥物的療效，如阿霉素。
因此,1a用不同類型的CDs配制(β-CD, α-CD, 2-羥丙基-β-CD(HP -β-CD和γ-CD)和普朗尼克F127,一種核殼兩親性嵌段共聚物膠束。通過nmR和紫外可見光譜對這些藥物結(jié)構(gòu)進行了表征。我們評估了
1a對CRC的細胞毒性，無論是單獨的還是被CDs或普朗尼克F127包裹的。同樣，我們研究了這些載體技術(shù)對揮發(fā)物活性片段(可能是CH3SeH)的體外保存和釋放能力。簡而言之, β-CD、修飾的HP-β- CDs和普朗尼克F127已被證明是改善1a藥理特性的優(yōu)良載體。
2.結(jié)果與討論
2.1 1a的水溶性
化合物1a由核磁氫譜顯示出很差的水溶性（2.20*10-4 M）(圖S2和S3)。因而，在室溫下，我們將1a與活性的CDs（α-CD、β-CD或γ- CD）和修飾的HP -β-CD，普朗尼克F127結(jié)合。在所有這些CDs中，只有β-CD和HP -β-CD改善了藥物的溶解性(圖S4-S6)，提高到了6倍（分別為1.37*10-3 M，1.46*10-3 M在CD濃度為4.15*10-3 M，4.17*10-3 M）。同樣,普朗尼克F127也增加了溶解度(1.17*10-3 M,在1%表面活性劑下)。
2.2 配方的表征
2.2.1 1a的表征：CDs配合物
通過1H-NMR譜證實了1a與CDs形成包合物，因為在CDs中加入客體總是會使腔內(nèi)質(zhì)子的化學環(huán)境發(fā)生一些變化。具體來說，在D2O中向β-CD中加入1a會導(dǎo)致H-5質(zhì)子的前場位移，這與CD腔中藥物的加入是一致的(圖2A,B)。這一包合物也通過ROESY-NMR譜得到了證實，表明β-CD內(nèi)部的H-3和H-5質(zhì)子與1a的H-2、H-4、H-3和H-5芳香質(zhì)子之間存在較強的交叉峰(圖3)。這些結(jié)果清楚地證明了1a的芳香環(huán)位于大環(huán)的空腔內(nèi)。1a與HP-β-CD的包合物通過1H-NMR表征，1a:HP-β-CD在重水中的不同摩爾分數(shù)（圖4A，B）。得到的光譜顯示了1a乙酰質(zhì)子化學位移的上電場變化。這一發(fā)現(xiàn)證實了1a乙酰質(zhì)子與HP-β-CD的結(jié)合，使得這種相互作用與1a: β-CD絡(luò)合物的相互作用非常不同。
采用了Job’s plot方法，利用質(zhì)子位移來確定化學計量，根據(jù)r = 0.5時曲線峰值的摩爾比，兩CDs的化學計量比為1:1(分別見圖5A、B)。
包合物也能深刻改變客體分子的物理化學特征，如其在紫外-可見光譜中的吸光度、熒光發(fā)射等。在這種情況下,1a的熒光光譜(2.2*10-4 M)被記錄在沒有和存在的CDs。在這兩種大環(huán)條件下，1a的熒光發(fā)射均顯著增加(圖6A,B)，并伴隨著波段的紅移(約10 nm)，證實了1a環(huán)境的微極性發(fā)生了變化由于CD腔內(nèi)的夾雜物。
我們還研究了1a的紫外吸收光譜 (2.2*10-4 M)隨著β-CD和H-β-CD濃度的增長(升高到1:30摩爾比)。光譜顯示，在240 nm處，不同寡糖濃度的最大吸光度差異不大，但顯著(圖7A,C)。這些變化可用于確定配合物1a:CDs的結(jié)合常數(shù)Kb，根據(jù)240nm處DA數(shù)據(jù)的非線性回歸，作為CD濃度的函數(shù)（圖7B，D）。1a: β-CD和1a:HP-β-CD絡(luò)合物的締合常數(shù)分別為306 +1和458 + 9，表明1a的HP-β-CD濃度略高于β-CD。
2.2.2普朗尼克F127膠束對1a的影響
基于PPO和PEO嵌段共聚物的聚合物膠束強烈地受溫度和濃度的影響，這意味著低水溶性藥物的表面活性劑的負載能力。從這個意義上說，核磁共振是一種非常合適的技術(shù)來研究自聚集現(xiàn)象和小分子在膠束中的增溶作用。圖8顯示了F127在重水中的1H-NMR光譜在不同濃度下（27℃和37℃時）在沒有和存在1a的情況下的展開圖。共聚物最相關(guān)的信號是PPO嵌段甲基的3.73 ppm處的雙峰（圖8A–C）和1.20 ppm處的強單峰，對應(yīng)于聚合物的質(zhì)子PEO塊的亞甲基（圖8D-F）。首先聚焦于不含1a的表面活性劑，并考慮到溫度效應(yīng)，兩組信號在加熱時向上移動（當從27℃?zhèn)鬟f到37℃時，甲基質(zhì)子為0.11 ppm，圖8A–C，亞甲基質(zhì)子為0.06 ppm，圖8D–F）。這種轉(zhuǎn)變可以用單體自聚形成膠束時發(fā)生的塊脫水來解釋，這涉及到相應(yīng)質(zhì)子的磁環(huán)境的變化。這種脫水對于形成膠束核心的PPO塊更為顯著，因為它比PEO具有更高的疏水性。關(guān)于給定溫度下的濃度效應(yīng)，Pluronic F127的膠束化程度較高，為5%（w/v），而需要較少的表面活性劑濃度，即1%（w/v），以便在37℃下形成膠束（圖8B，E，藍線）。
在藥物存在下，1a共振的變化反映了不同的磁環(huán)境。在37℃（膠束完全形成）下，1a和1%（w/v）F127的擴展1H-NMR光譜在2.5 ppm處顯示出強烈的單重態(tài)峰，歸屬于1a的甲基硒（Se-CH3）基團的質(zhì)子（圖8H，藍線）。此外，圖S7中收集了相同條件下1a的芳香信號。隨著表面活性劑濃度的增加，共振向上移動，證實了聚合物和藥物之間的相互作用。在NOESY光譜中觀察到的PO單體的甲基質(zhì)子和1a的兩個甲基（甲基硒基和乙?；┲g的交叉峰證實了藥物主要位于疏水核心（圖9），這證明了當與共聚物調(diào)配時，藥物在水中的溶解度增加。
2.3 對CRC細胞的抗腫瘤活性
溶解于二甲基亞砜中的1a已被證明對CRC細胞有效。然而，二甲基亞砜不能作為載體用于臨床，1a的水溶性很低。因此，在24、48和72h用MTT法對溶于水的藥物構(gòu)建體在體外對大腸癌細胞（HT-29、HCT-166、RKO、Caco-2）進行評價。選擇大腸癌細胞是為了涵蓋不同的特征，包括對5-氟尿嘧啶和奧沙利鉑（HT-29）的敏感性，野生型p53表達（RKO），以及轉(zhuǎn)化生長因子β-1和-2（HCT-116）和維甲酸結(jié)合蛋白I和維甲酸結(jié)合蛋白II（Caco-2）的表達。每個細胞系和時間點的劑量反應(yīng)曲線如圖10和11所示。對于RKO細胞，當形成CD包合物或加入F127聚合物膠束時，即使在24小時，1a的細胞毒性潛力也會提高。考慮到RKO是唯一顯示這種行為的CRC細胞系，需要進一步的研究來解釋這種意外的結(jié)果。這可能是因為該細胞系是被評估的結(jié)直腸癌細胞中分化程度較低的細胞系。相反，對于其余的結(jié)直腸癌細胞系（HT-29、HCT-116和Caco-2），1a的細胞毒性在24小時下降，盡管細胞毒性在72小時恢復(fù)。這一事實可以解釋為1a或某些活性揮發(fā)物（如甲基硒醇）在與CDs或F127調(diào)配時釋放較慢。因此，用CDs作為載體或溶解在聚合物膠束中，可以延長藥物在腫瘤中的細胞毒活性，提高1a類似物的敏感性。值得注意的是，復(fù)合物1a: β-CD比HP-β-CD具有更高的細胞毒性活性，這與HP-β-CD具有更高的單位常數(shù)相一致。最后，HT-29細胞系是最敏感的CRC細胞系，并被選為研究1a本身可能的活性揮發(fā)物的定性釋放。
2.4 釋放研究
使用MTT分析法（圖S1）在三次（24、48和72小時）和三種濃度（50、25和10μM）下對單獨或配制的1a揮發(fā)性成分向HT-29細胞系的體外釋放進行定性評估。結(jié)果以細胞生長百分比表示（圖12）。有趣的是，單獨使用1a對鄰近處理井的HT-29細胞顯示出很高的細胞毒活性。這一觀察證實1a是活性揮發(fā)性成分的前體。值得注意的是，當用CDs或Pluronic F127配制的1a處理細胞時，其對相鄰孔上細胞的細胞毒性潛能降低，表明活性揮發(fā)性片段釋放減少（圖12）。復(fù)合物1a:β-CD的揮發(fā)物釋放量高于1a:HP-β-CD，可能是因為其親和力常數(shù)較低（圖12）。1a:F127顯示出對相鄰孔中細胞的最低細胞毒性活性。
3.討論
在文獻中，許多非甾體抗炎藥釋放衍生物已被開發(fā)和表征。因此，釋放磷酸、HS、NO和NOSH的非甾體抗炎藥具有很強的細胞毒活性對不同的癌細胞。僅考慮阿司匹林，NO和磷酸釋放類似物作為抗結(jié)直腸癌的抗腫瘤藥物脫穎而出。盡管如此，化合物1a是第一種硒阿司匹林釋放劑，在HT-29、HCT-116和Caco-2 CRC細胞系上顯示IC50值在0.9到2.2μM之間。
含有硒的非甾體抗炎藥的報道很少，與非修飾非甾體抗炎藥相比，它們的抗腫瘤活性都有顯著提高。盡管它們的IC50值都與化合物1a相當，但這種新的se -阿司匹林類似物具有很大的優(yōu)勢，因為它能夠通過釋放活性揮揮物影響未處理細胞。這一關(guān)鍵特征可能代表了一個巨大的優(yōu)勢，不僅可以治療原發(fā)腫瘤，也可以治療遠處的轉(zhuǎn)移性病變，這一概念還有待驗證。用化合物1a治療腫瘤不僅可以影響腫瘤表面的細胞，還可以影響腫瘤內(nèi)部的細胞。
任何小分子的翻譯命運取決于它在臨床相關(guān)制劑中的封裝效率。因此，為了將化合物1a推進臨床前體內(nèi)評價，作為未來可能的臨床研究的前奏，我們設(shè)計了幾種制劑，旨在通過治療實現(xiàn)活性揮發(fā)物的更持久釋放。以前，我們的研究小組使用Pluronics和Tetronics來增加非常疏水的硒二唑的水溶性，得到了最佳的結(jié)果。然而，據(jù)我們所知，這是第一次甲基硒釋放化合物是制定與環(huán)糊精和Pluronics。新配方的甲硒基阿司匹林類似物比母體化合物1a表現(xiàn)出更大的特征，因為細胞毒性活性持續(xù)時間過長，從而提高了其在可能的臨床評估中成功的機會。雖然這項研究只是在初步階段的發(fā)展和廣泛的研究仍然需要，我們認為這些配方有潛力的臨床開發(fā)。
許多臨床研究已經(jīng)用環(huán)糊精和Pluronics F127進行，表明這兩種載體都適合臨床開發(fā)。因此，我們?yōu)檫@些制劑的最終臨床開發(fā)提出以下幾組進行比較：（1）環(huán)糊精、Pluronics和1a單獨，（2）磷酸、H2S和NO釋放阿司匹林的實例，（3）作為甲基硒醇前體的甲基硒酸。
5.結(jié)論
綜上所述，考慮到甲硒基阿司匹林類似物1a具有很好的抗腫瘤活性，但由于其溶解性和揮發(fā)性而失去療效，該類似物是由天然的α-，β-和γ-CD和改性的β-CD（HP-β-CD）配制而成的。1a的溶解度在β-CD和HP-β-CD以及Pluronic F127的作用下提高了6倍，這是由于與β-和HP-β-CD以1:1的化學計量比形成包合物，結(jié)合常數(shù)（Kb）分別為306和458。此外，1a還與Pluronic F127的聚合物膠束調(diào)配，這也增加了溶解度，將藥物并入膠束的疏水核心。在這兩種情況下，1a對結(jié)直腸癌細胞系的抗腫瘤作用更持久，可能是由于其溶解度增加、釋放較慢以及活性揮發(fā)物釋放減少所致。因此，天然的β-CD、改性的HP-β-CD和Pluronic F127可以作為改善有機硒化合物的藥理學性質(zhì)的有希望的載體，這些化合物通常存在溶解性和功效問題。
本文由福山生物整理翻譯，轉(zhuǎn)載請注明出處。
下一篇：沒有了！
點擊咨詢
400-113-6988