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[目的]
本实验将尝试以天冬氨酸六肽为丹参素的骨靶向载体,设计并合成可能具有骨靶向性的化合物天冬氨酸六肽-丹参素(DD6),并初步研究其药理学效应。
[方法]
1.天冬氨酸六肽-丹参素(DD6)的合成实验本文采用Fmoc固相合成法合成丹参素-天冬氨酸六肽(DD6),固相载体选择Wang树脂,采用手工合成装置,室温下氮气鼓吹保护及搅拌。合成分三部分进行:Fmoc-Asp(OtBu)-O-Wang树脂的合成,Fmoc-Asp(OtBu)-[Asp(OtBu)]4-Asp(OtBu)-O-Wang树脂的合成,DD6的合成。粗品经HPLC分离纯化后冷冻干燥。结合HPLC、ESI-MS和1H-NMR对化合物进行鉴定。
2.DD6的亲骨性研究实验以羟基磷灰石(HA)作为实验模型体外初探DD6的骨靶向性,分别观察HA对DD6及丹参素(DSU)的吸附特点,并比较它们对HA的亲和力强弱,以此说明DD6的亲骨性强弱。化合物对HA的亲和力用吸附率及吸附量来表示,应用HPLC测定吸附前后DD6或DSU的浓度。
3.DD6对成骨细胞增殖的影响及对骨髓基质干细胞(MSCs)成骨分化的影响采用新生大鼠颅盖骨成骨细胞(rOB)体外培养给药,观察DD6和DSU不同浓度和不同时间对rOB增殖的影响,判断DD6是否具有促成骨细胞增殖作用,同时判断DSU结合载体后增殖能力是否变化;体外培养骨髓基质干细胞(MSCs),直接给药观察DD6及DSU对细胞碱性磷酸酶活性的影响,判断DD6对骨髓基质干细胞成骨分化的影响。
[结果]
最终得100mg冻干品,纯度约为91.0%。第一个氨基的导入率可达98.6%,其余氨基酸的缩合率可达97.8%,六肽树脂与丹参素的缩合率为53.3%,纯化回收率为14.1%。结合HPLC、ESI-MS、1H-NMR结果验证其主要成份为DD6。
羟基磷灰石吸附实验显示HA对DD6的吸附率随着DD6浓度的升高而逐渐下降,而其吸附量随着DD6浓度的升高而升高,当DD6达到一定浓度时其吸附量趋于平衡;HA对DD6吸附率及吸附量随着HA量的增加而升高。HA对DD6的吸附量约是DSU的60倍。
DD6(2.5×10-7~2.5×10-6M)可促进rOB增殖作用,作用在24h-48h增殖明显。DSU(5.0×10-7M和2.5×10-6M)作用48 h增殖高峰。DD6促增殖能力有强于DSU的趋势。
DD6可诱导rMSCs成骨分化分泌ALP,浓度为5.0×10-6M时作用最强,第21天仍有诱导作用。在实验时间内,DD6随着作用时间的延长诱导作用逐渐增强,作用有较DSU持久的趋势。
[结论]
采用本实验合成方案可成功合成DD6,从第一个氨基酸与树脂的连接反应开始,总合成率为6.6%。
DD6具有骨靶向性,亲骨性强于DSU;六肽载体使得DSU的亲骨性得以提高,预示DSU在骨组织中的分布将会增多。
DD6的体外药效研究证明其具有促成骨细胞增殖及诱导骨髓基质干细胞成骨分化作用,结合载体之后的DSU促成骨细胞增殖能力及诱导骨髓基质干细胞成骨分化能力未受到影响,且作用较DSU更持久,显现出了缓释效应,预示DD6在体内半衰期可能会比DSU长,作用较DSU持久。