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聚合物纳米药物是指药物通过化学键共价连接或物理包封的形式封入高分子纳米尺度复合物中,形成药物-载体的纳米运载体系。这种体系能够改善药物水溶性、靶向运送药物至特定的组织或细胞,提高病变部位的药物积累,从而降低不良反应,在抗肿瘤和基因转染等方面有着广阔的应用前景。聚苹果酸(Polymalic acid,PMLA)是以苹果酸为唯一单体通过酯键相互连接而成的一种脂肪族聚酯,进入生物体内后可在酶的作用下降解为苹果酸小分子,最终降解为水和二氧化碳排出体外,不会有蓄积毒性。其在生理条件下的免疫惰性、高自发降解速率和相对高溶解性使得它成为优于多肽和多糖类生物高分子的新型药物控释载体材料。课题组前期成功合成了不同分子量聚苹果酸及用作药物载体的研究,研究中发现,PMLA较强的负电性(-30m V)对其携带抗肿瘤药物进入细胞有一定的影响。通常,可通过配体-受体介导或细胞穿膜肽介导的方式提高载体携带药物入胞能力。其中穿膜肽(cell penetrating peptides,CPPs)是一类具有生物膜穿透功能的短肽,可以携带其本身数倍甚至数十倍相对分子质量的物质进入细胞,但缺乏特异性,制约了其在药物运载体系中的应用。近年来,研究者通过来自靶部位的微环境刺激,实现穿膜肽保护与去保护,进而实现穿膜肽特异性入胞。本研究以β-聚苹果酸(PMLA)为载体,选用不同分子量PEG实现对穿膜肽的保护/去保护作用。TAT通过短链PEG2000与PMLA连接,长链PEG5000通过p H敏感的腙键与PMLA连接。在正常组织p H环境下,TAT隐蔽在长链PEG5000中;当纳米接枝物到达肿瘤组织,感应肿瘤细胞外p He,腙键断裂,裸露出短链PEG连接的TAT,发挥穿膜作用,从而提高药物载体的入胞率。本研究成功制备了药物载体PMLA和分别以酰胺键、p H响应型腙键连接长链PEG5000形成2种纳米接枝物:PMLA-Hyd-PEG5000(3.2%,mol/mol)/PEG2000-TAT/DOX(PHPTD-3.2)(粒径241.2±7.64nm,zeta电位:-26.2±1.86 m V)和PMLA-Ami-PEG5000(3.2%,mol/mol)/PEG2000-TAT/DOX(PAPTD-3.2),筛选出发挥穿膜作用的TAT的最小量,以及用于保护TAT的PEG5000的最小量,得到当TAT含量为0.3%(TAT/PMLA,mol/mol)可发挥很好的穿膜入胞作用,PEG5000含量为3.2%(PEG/PMLA,mol/mol)时对0.3%TAT有很好地保护作用。模拟肿瘤细胞外p H(6.0),对比了酰胺键和腙键连接PEG5000的两种纳米接枝物的体外细胞毒性及药物的细胞内摄情况。PHPTD-3.2在p H6.0和p H7.4时,IC50分别为3.92±0.64μg/m和9.04±1.85μg/ml,PHPTD-3.2在p H6.0时细胞毒性高于p H7.4。此外,在p H酸性条件下PHPTD-3.2的细胞内摄情况明显优于生理p H(7.4)下的内摄。以上结果表明,在正常p H下,纳米接枝物PHPTD中的长链PEG5000可有效地保护TAT;而在酸性p H条件下,腙键连接的PEG5000能有效地解离、脱保护,使TAT裸露,进而发挥高效穿膜作用。