阅读说明：本技术 一种低氧靶向性agt抑制剂偶联物及其制备方法和应用 () 是由 赵丽娇 张黎黎 孙国辉 张娜 钟儒刚 于 2019-08-13 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种低氧靶向性AGT抑制剂偶联物及其制备方法和应用,所述低氧靶向性AGT抑制剂偶联物包括经由低氧响应基团相互偶联的AGT抑制剂和亲水性高分子材料。本发明的两亲性的低氧靶向性AGT抑制剂偶联物可以通过自组装形成纳米载体,用于包载药物并将其靶向性地递送至肿瘤低氧区域,从而发挥靶向抗肿瘤作用,同时具有抗耐药性和良好的水溶性。()

一种低氧靶向性AGT抑制剂偶联物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及药物制备领域，更具体地，涉及一种低氧靶向性AGT抑制剂偶联物及其制备方法和应用。

背景技术

O⁶-烷基鸟嘌呤-DNA烷基转移酶(O⁶-alkylguanine-DNA alkyltransferase,AGT)是一类DNA损伤修复蛋白，能够将鸟嘌呤O⁶位上的烷基基团转移到自身第145位半胱氨酸残基上，使受损的鸟嘌呤复原。然而，AGT对肿瘤细胞的DNA损伤修复作用能够导致肿瘤细胞对抗癌烷化剂产生耐药性，从而使化疗效果大大降低。为了改善AGT介导的耐药性，临床上通常使用AGT抑制剂来消耗肿瘤细胞中过表达的AGT，从而增强肿瘤细胞对抗癌烷化剂的敏感性以提高烷化剂的治疗效果。O⁶-苄基鸟嘌呤(O⁶-BG)是临床上常用的AGT抑制剂，O⁶-BG可以将自身的苄基基团转移至AGT活性位点上，生成结构稳定的S-苄基半胱氨酸而导致AGT失活。因此，O⁶-BG能够有效抑制AGT对烷化DNA的修复作用，提高肿瘤细胞对抗癌烷化剂的敏感性。

研究显示，将O⁶-BG作为辅药，与抗癌烷化剂氯乙基亚硝基脲(CENUs)、替莫唑胺或顺铂等联合作用后，能够显著提高烷化剂对肿瘤细胞的抑制作用。然而，O⁶-BG及其衍生物或类似物作为AGT抑制剂具有活性有限、水溶性差和非靶向性等缺陷，尤其是这些化合物在抑制肿瘤细胞AGT的同时也能够抑制正常细胞的AGT，导致正常细胞对烷化剂的敏感性增强，从而加大了抗癌烷化剂对正常细胞的毒副作用。此外，CENUs等抗癌烷化剂本身也具有水溶性差、稳定性差和非靶向性等缺点以及与AGT抑制剂联合用药毒副作用增强。因此，CENUs在临床上的应用也受到了很大的局限。

目前虽然有研究将O⁶-BG或其衍生物与CENUs缀合成一个分子以避免联合用药可能存在的配伍问题，但这些联合分子仍存在非肿瘤靶向性、水溶性差或稳定性差等不足。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明第一目的为提供一种低氧靶向性AGT抑制剂偶联物。

本发明提供的低氧靶向性AGT抑制剂偶联物，包括经由低氧响应基团相互偶联的AGT抑制剂和亲水性高分子材料。

AGT抑制剂能够阻断AGT介导肿瘤耐药性，将其与低氧响应基团和亲水性高分子结合生成两亲性的低氧靶向性偶联物。该偶联物可以通过自组装形成纳米载体，用于包载药物并将其靶向性地递送至肿瘤低氧区域，从而发挥靶向抗肿瘤作用，同时具有抗耐药性和良好的水溶性。

优选地，所述低氧响应基团为偶氮苯，其在肿瘤低氧区域能发生偶氮键断裂。

所述AGT抑制剂为O⁶-苄基鸟嘌呤或其衍生物。

所述亲水性高分子材料为甲氧基聚乙二醇胺、羧甲基葡聚糖或聚氧乙烯，优选为甲氧基聚乙二醇胺，其中聚乙二醇具有良好的生物相容性，且呈现惰性，因此能够延长药物在体内的循环时间。

优选地，所述偶联物具有通式(I)所示结构：

其中，R为H、NH₂、CH₃、CH₂NH₂、CH₂OH中的一种，

n₁为2-6的整数，

n₂为甲氧基聚乙二醇胺中CH₂CH₂O的个数，甲氧基聚乙二醇胺的分子量为1000～10000Da，具体可为1000、2000、5000、10000Da中的一种。

此时，所述偶联物包括疏水性的O⁶-BG基团、低氧响应基团偶氮苯(AB)和亲水性的聚乙二醇(PEG)，形成两亲性的低氧靶向性偶联物BG-AB-PEG。

优选地，当R为H时，所述偶联物具有较好的低氧靶向性和抗耐药性。

进一步优选地，当R为H，n₁为2时，所述偶联物具有更好的低氧靶向性和抗耐药性。

更进一步优选地，当R为H，n₁为2且甲氧基聚乙二醇胺的分子量为2000Da时，所述偶联物的低氧靶向性和抗耐药性进一步提升。

本发明的第二目的为提供上述偶联物的制备方法，由低氧响应基团、AGT抑制剂和亲水性高分子材料通过酰胺化反应制得，反应步骤简单，成本低。

优选地，当偶联物具有通式(I)所示结构且R为H，n₁为2时，其制备方法包括以下步骤：

(1)将O⁶-苄基鸟嘌呤与二卤代烷烃发生取代反应生成N9-卤代乙基-O⁶-苄基鸟嘌呤；

(2)采用盖布瑞尔反应，将步骤(1)所得产物与邻苯二甲酰亚胺钾反应，再与水合联氨发生肼解反应，生成N9-(2-胺基)乙基-O⁶-苄基鸟嘌呤；

(3)将偶氮苯-4,4’-二甲酸与甲氧基聚乙二醇胺反应，生成甲氧基聚乙二醇-4,4’-二甲酰胺偶氮苯偶联物；

(4)将步骤(2)和步骤(3)所得产物发生反应，即得。

进一步地，上述制备方法具体包括以下步骤：

(1)N9-卤代乙基-O⁶-苄基鸟嘌呤的合成

将O⁶-BG溶于丙酮中，再加入无机盐作为催化剂，向其中逐滴加入二卤代烷烃，滴毕后搅拌反应，过滤反应液，收集滤液，旋蒸，硅胶柱层析法分离纯化，真空干燥得到N9-卤代乙基-O⁶-苄基鸟嘌呤；

(2)N9-(2-胺基)乙基-O⁶-苄基鸟嘌呤的合成

将步骤(1)所得产物溶解于无水有机溶剂中，加入邻苯二甲酰亚胺钾固体，搅拌回流反应，萃取，洗涤，干燥，旋蒸，得到的产物溶于无水有机溶剂中，并加入水合肼，搅拌回流反应，使其发生肼解，萃取，洗涤，干燥，旋蒸，得到N9-(2-胺基)乙基-O⁶-苄基鸟嘌呤；

(3)甲氧基聚乙二醇-4,4’-二甲酰胺偶氮苯偶联物的合成

将偶氮苯-4,4’-二甲酸溶解于无水吡啶中，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)，反应一定时间后加入4-二甲氧基吡啶(DMAP)和甲氧基聚乙二醇胺反应，旋蒸去除吡啶，透析，冻干，得到甲氧基聚乙二醇-4,4’-二甲酰胺偶氮苯偶联物；

(4)甲氧基聚乙二醇-4,4’-二甲酰胺偶氮苯-N9-乙基-O⁶-苄基鸟嘌呤偶联物的合成

将步骤(3)所得产物溶解于无水吡啶中，加入EDC和NHS，反应一定时间后，投入步骤(2)所得产物和DMAP，搅拌反应，透析，冻干，即得目标偶联物。

优选地，步骤(1)中，O⁶-苄基鸟嘌呤、无机碱和二卤代烷烃的摩尔比为1:1-7:1-6，反应温度为40-60℃。所述二卤代烷烃优选为二溴代烷烃或二氯代烷烃，进一步优选为二溴代烷烃，二溴代烷烃具有较高的反应活性，能够保证反应顺利进行并且增加反应产率。所述无机盐优选为无水碳酸钾。所述旋蒸温度优选为35-45℃。采用柱层析法对样品进行分离纯化，优选的柱层析固定相为硅胶没流动相为石油醚和乙酸乙酯，进一步优选为石油醚/乙酸乙酯(v/v)＝1:2-6进行提纯。

优选地，步骤(2)中，N9-卤代乙基-O⁶-苄基鸟嘌呤与邻苯二甲酰亚胺钾固体的摩尔比为1:1-4，反应温度为40-75℃，N9-(2-(邻苯二甲酰亚胺基)乙基)-O⁶-苄基鸟嘌呤与水合肼的摩尔比为2-6:1，反应温度为50-70℃。所述有机溶剂溶液优选为乙腈或者N,N-二甲基甲酰胺(DMF)。

优选地，步骤(3)中，所述甲氧基聚乙二醇胺与偶氮苯-4,4’-二甲酸的摩尔比为1:1-100，所述反应温度优选为25-35℃，所述旋蒸温度优选为50-70℃。所述透析液优选为蒸馏水，透析时间优选为24-48h。

优选地，步骤(4)中，步骤(3)所得产物与步骤(2)所得产物的摩尔比为1:1-100，所述反应温度优选为25-35℃，所述透析液优选为蒸馏水。

当通式(I)所示结构中R不为H，n₁不为2时，则相应地将O⁶-苄基鸟嘌呤替换为其衍生物，步骤(1)中二卤代烷烃碳原子数与n₁相对应，仍可采用上述方法进行制备。

本发明第三目的为提供上述偶联物在制备抗肿瘤药物中的应用。

所述肿瘤为脑瘤、骨髓瘤、黑色素瘤、肺癌、乳腺癌、白血病、结肠癌、淋巴癌中的一种或多种，优选为脑瘤、白血病、结肠癌、淋巴癌中的一种或多种。

本发明第四目的为提供一种抗肿瘤纳米制剂，由上述偶联物经自组装形成纳米载体包载抗肿瘤烷化剂制得。

该纳米制剂能够将抗肿瘤烷化剂靶向递送到肿瘤区域以发挥靶向抗肿瘤作用，并同时释放出AGT抑制剂以发挥抑制肿瘤耐药性的作用。抗肿瘤烷化剂和AGT抑制剂靶向作用于肿瘤缺氧部位，可以避免对正常细胞的伤害，降低了联合用药的毒副作用。同时以纳米材料作为药物载体，解决了抗肿瘤烷化剂水溶性差和稳定性差的问题，并延长了药物在血液中的循环时间。即该纳米制剂具有抗肿瘤活性高、稳定性好、毒副作用低等优点。

优选地，所述抗肿瘤烷化剂为能够导致DNA烷化损伤的烷化剂，进一步优选为氯乙基亚硝基脲(CENUs)、替莫唑胺和氮烯唑胺中的一种或多种；更进一步优选为CENUs中疏水的卡莫司汀(BCNU)、司莫司汀(Me-CCNU)或洛莫司汀(CCNU)。

本发明还提供了上述抗肿瘤纳米制剂的制备方法。

优选地，当所述抗肿瘤烷化剂是脂溶性强的BCNU时，具体包括如下步骤：将所述偶联物和BCNU溶解于有机溶剂中，在超声处理下用去离子水水合、透析、冻干，得到所述抗肿瘤纳米制剂。

优选地，所述BCNU与所述偶联物以质量比1:2-1:20溶解于有机溶剂中；所述有机溶剂优选为四氢呋喃、甲醇、氯仿和二甲基亚砜中的一种或多种，进一步优选为四氢呋喃。

本发明的两亲性的低氧靶向性AGT抑制剂偶联物可以通过自组装形成纳米载体，用于包载药物并将其靶向性地递送至肿瘤低氧区域，从而发挥靶向抗肿瘤作用，同时具有抗耐药性和良好的水溶性。

附图说明

图1为本发明实施例4中BG-AB-PEG/BCNU 1的粒径分布和电镜图；

图2为本发明实施例5中BG-AB-PEG/BCNU 2的粒径分布和电镜图；

图3为本发明实施例6中BG-AB-PEG/BCNU 3的粒径分布和电镜图；

图4为实验例1中BG-AB-PEG/BCNU在磷酸盐缓冲液(PBS)和含10％血清(FBS)的高糖培养基中的稳定性实验结果；

图5为实验例2中BG-AB-PEG/BCNU的低氧还原实验结果；

图6为实验例3中BG-AB-PEG/BCNU在低氧条件下的体外释放实验结果；

图7为实验例3中BG-AB-PEG/BCNU在常氧条件下的体外释放实验结果；

图8为实验例4中BG-AB-PEG/BCNU的细胞克隆形成实验结果；

图9为实验例5中BG-AB-PEG/BCNU的细胞侵袭实验结果。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

以下实施例中涉及到的偶联物1、偶联物2和偶联物3的结构如下：

实施例1：低氧靶向性AGT抑制剂偶联物1(BG-AB-PEG 1)的制备

1)N9-溴乙基-O⁶-苄基鸟嘌呤的合成

称取O⁶-苄基鸟嘌呤(960mg,4mmol)于100mL圆底烧瓶中，然后加入50mL丙酮使其溶解，再加入无水碳酸钾(1660mg,12mmol)，混合物缓慢升温至50℃，向其中滴加1，2-二溴乙烷(1.4mL,16mmol)，滴毕后搅拌反应72h，过滤反应液，收集滤液，40℃减压旋干溶剂后，通过硅胶柱层析法分离纯化，以石油醚和乙酸乙酯混合液为洗脱液，采用梯度洗脱(石油醚/乙酸乙酯V/V＝1:2～1:6)，40℃真空干燥得到白色固体N9-溴乙基-O⁶-苄基鸟嘌呤(970mg,2.8mmol)，产率69％。

UVλ:248,283nm；

IR(KBr压片)υ/cm^-1:3467.1(-(CH₂)₂-N-H)；2957.3(-CH₂-)；1633.6(C＝C)；1249.9(C-O-C)；1065.7(C-N)；687.8(C-Br)；

¹H NMR(400MHz,DMSO)δ:3.78(t,2H,CH₂)；4.23(t,2H,CH₂)；5.46(s,2H,CH₂)；6.99(s,2H,NH₂)；7.38-7.47(m,5H,C₆H₅)；8.05(s,1H,CH)；

ESI-MS:m/z 348.0457和350.0436(M+H)⁺。

2)N9-(2-胺基)乙基-O⁶-苄基鸟嘌呤的合成

称取所得固体N9-溴乙基-O⁶-苄基鸟嘌呤(970mg,2.8mmol)于50mL圆底烧瓶中，溶于20mL无水N’N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液，加入邻苯二甲酰亚胺钾固体(1680mg,9.1mmol)，于65℃搅拌回流反应4h，用乙酸乙酯和去离子水进行萃取，有机相用饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠过夜干燥，35℃真空干燥得到白色固体，称取该产物(996mg,2.4mmol)溶于10mL无水N’N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液，并加入0.8mL水合肼，控温于32℃搅拌回流反应4h，使其发生肼解，用二氯甲烷和去离子水进行萃取，有机相用饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠过夜干燥，35℃真空干燥得到N9-(2-胺基)乙基-O⁶-苄基鸟嘌呤(505mg,1.8mmol)，产率66％。

UVλ:250,283nm；

IR(KBr压片)υ/cm^-1:3467.7(N-(CH₂)₂-)；3320.4(N-H)；2954.5(-CH₂-)；1613.7(C＝C)；1251.5(C-O-C)；1073.7(C-N)；

¹H NMR(400MHz,DMSO)δ:2.90(t,2H,NH₂)；3.99(t,2H,CH₂)；5.50(s,2H,CH₂)；6.50(s,2H,NH₂)；7.33-7.52(m,5H,C₆H₅)；7.88(s,1H,CH)；

ESI-MS:m/z 284.1458(M+H)⁺。

3)制备甲氧基聚乙二醇-4,4’-二甲酰胺偶氮苯偶联物

称取偶氮苯-4,4’-二甲酸(150mg,0.6mmol)于100mL圆底烧瓶中，溶于60mL无水吡啶溶液，加入EDC(130mg,0.8mmol)和NHS(92mg,0.8mmol)，反应2h后加入DMAP(7mg,0.06mmol)和甲氧基聚乙二醇胺2000(1110mg,0.6mmol)，反应12h，50℃旋蒸去除吡啶，溶解于去离子水中并离心去除游离偶氮苯-4,4’-二甲酸，得到甲氧基聚乙二醇-4,4’-二甲酰胺偶氮苯偶联物(340mg,0.15mmol)，产率25％。

UVλ：445nm；

¹H NMR(400MHz,DMSO)δ:2.93(s,3H,CH₃),3.24(t,2H,CH₂)，3.50(s,176H,CH₂),3.87.(t,2H,CH₂)；8.03(s,1H,NH),8.10-8.33(m,8H,C₆H₄)。

4)制备甲氧基聚乙二醇-4,4’-二甲酰胺偶氮苯-N9-乙基-O⁶-苄基鸟嘌呤偶联物(BG-AB-PEG 1)

将甲氧基聚乙二醇-4,4’-二甲酰胺偶氮苯偶联物(1020mg,0.6mmol)溶解于60mL无水吡啶，加入EDC(130mg,0.8mmol)和NHS(92mg,0.8mmol)，反应2h后，与N9-(2-胺基)乙基-O⁶-苄基鸟嘌呤(170mg,0.6mmol)投入到去离子水中室温下搅拌反应24h,将得到的溶液用去离子水透析2天，冻干，得到BG-AB-PEG 1(433mg，0.17mmol)，产率28％。

UVλ：445nm；

¹H NMR(400MHz,DMSO)δ:3.11(s,3H,CH₃)；3.23(m,2H,CH₂)；3.65(m,176H,CH₂)；3.74(t,2H,CH₂)；3.92(t,2H,CH₂)；3.97(t,2H,CH₂)；5.54(s,2H,CH₂)；6.57(s,2H,NH₂)；7.27-7.52(m,5H,C₆H₅)；7.67(t,1H,NH)；7.74(t,1H,NH)；7.67-8.23(d,8H,C₆H₄)；8.52(s,1H,CH)。

实施例2：低氧靶向性AGT抑制剂偶联物2(BG-AB-PEG 2)的制备

1)N9-溴丙基-O⁶-苄基鸟嘌呤的合成

称取O⁶-苄基鸟嘌呤(480mg,2mmol)于50mL圆底烧瓶中，然后加入25mL丙酮使其溶解，再加入无水碳酸钾(830mg,6mmol)，混合物缓慢升温至50℃，向其中滴加1，3-二溴丙烷(576μL,8mmol)，滴毕后搅拌反应72h，过滤反应液，收集滤液，40℃减压旋干溶剂后，通过硅胶柱层析法分离纯化，以石油醚和乙酸乙酯混合液为洗脱液，采用梯度洗脱(石油醚/乙酸乙酯V/V＝1:2～1:6)，40℃真空干燥得到白色固体N9-溴丙基-O⁶-苄基鸟嘌呤(447mg,1.5mmol)，产率75％。

UVλ:248,283nm；

IR(KBr压片)υ/cm^-1:3464.4(-(CH₂)₂-N-H)；2955.7(-CH₂-)；1636.2(C＝C)；1247.3(C-O-C)；1067.3(C-N)；684.8(C-Br)；

¹H NMR(400MHz,DMSO)δ:3.25(m,2H,CH₂)；3.74(t,2H,CH₂)；4.26(t,2H,CH₂)；5.44(s,2H,CH₂)；6.93(s,2H,NH₂)；7.38-7.45(m,5H,C₆H₅)；8.01(s,1H,CH)；

ESI-MS:m/z 362.0614和364.0595(M+H)⁺。

2)N9-(2-胺基)丙基-O⁶-苄基鸟嘌呤的合成

称取所得固体N9-溴丙基-O⁶-苄基鸟嘌呤(417mg,1.4mmol)于25mL圆底烧瓶中，溶于10mL无水DMF溶液，加入邻苯二甲酰亚胺钾固体(0.6g,3.3mmol)，于65℃搅拌回流反应4h，用乙酸乙酯和去离子水进行萃取，有机相用饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠过夜干燥，35℃真空干燥得到白色固体，称取该产物(513mg,1.2mmol)溶于10mL无水N’N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液，并加入0.4mL水合肼，控温于32℃搅拌回流反应4h，使其发生肼解，用二氯甲烷和去离子水进行萃取，有机相用饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠过夜干燥，35℃真空干燥得到N9-(2-胺基)丙基-O⁶-苄基鸟嘌呤(268mg，0.9mmol)，产率65％。

UVλ:250,283nm；

IR(KBr压片)υ/cm^-1:3466.6(N-(CH₂)₂-)；3323.4(N-H)；2953.6(-CH₂-)；1616.2(C＝C)；1256.4(C-O-C)；1072.8(C-N)。

¹H NMR(400MHz,DMSO)δ:2.96(t,2H,NH₂)；3.21(m,2H,CH₂)；3.78(t,2H,CH₂)；4.32(t,2H,CH₂)；5.58(s,2H,CH₂)；6.56(s,2H,NH₂)；7.37-7.52(m,5H,C₆H₅)；7.83(s,1H,CH)；

ESI-MS:m/z 299.1619(M+H)⁺。

3)制备甲氧基聚乙二醇-4,4’-二甲酰胺偶氮苯偶联物

称取偶氮苯-4,4’-二甲酸(75mg,0.3mmol)于50mL圆底烧瓶中，溶于30mL无水吡啶溶液，加入EDC(65mg,0.4mmol)和NHS(46mg,0.4mmol),反应2h后加入DMAP(4mg,0.03mmol)和甲氧基聚乙二醇胺2000(555mg,0.3mmol)，反应12h，50℃旋蒸去除吡啶，溶解于去离子水中并离心去除游离偶氮苯-4,4’-二甲酸，得到甲氧基聚乙二醇-4,4’-二甲酰胺偶氮苯偶联物(250mg,0.11mmol)，产率37％。

UVλ：445nm；

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ3.09(s,3H,CH₃)；3.48(t,2H,CH₂)；3.67(t,176H,CH₂)；4.06(t,2H,CH₂)；8.11(s,1H,NH)；8.46-8.89(m,8H,C₆H₄)。

4)制备甲氧基聚乙二醇-4,4’-二甲酰胺偶氮苯-N9-丙基-O⁶-苄基鸟嘌呤偶联物(BG-AB-PEG 2)

在甲氧基聚乙二醇-4,4’-二甲酰胺偶氮苯偶联物(681mg,0.3mmol)中加入EDC(65mg,0.4mmol)和NHS(46mg,0.4mmol)，反应2h后，与N9-(2-胺基)丙基-O⁶-苄基鸟嘌呤(90mg,0.3mmol)投入到去离子水中室温下搅拌反应24h，将得到的溶液用去离子水透析2天，冻干，得到BG-AB-PEG 2(191mg,0.075mmol)，产率25％。

UVλ：445nm；

¹H NMR(400MHz,DMSO)δ:3.20(m,2H,CH₂)；3.08(s,3H,CH₃)；3.67(m,176H,CH₂)；3.88(t,2H,CH₂)；3.93(t,2H,CH₂)；3.45(m,2H,CH₂)；3.67(t,2H,CH₂)；6.97(s,2H,NH₂)；5.29(s,2H,CH₂)；7.12-7.65(m,5H,C₆H₅)；7.77(t,1H,NH)；7.91(t,1H,NH)；8.36-8.68(d,8H,C₆H₄)；8.79(s,1H,CH)。

实施例3：低氧靶向性AGT抑制剂偶联物3(BG-AB-PEG 3)的制备

1)N9-溴乙基-O⁶-苄基鸟嘌呤的合成

称取O⁶-苄基鸟嘌呤(1920mg,8mmol)于250mL圆底烧瓶中，然后加入100mL丙酮使其溶解，再加入无水碳酸钾(3320mg,24mmol)，混合物缓慢升温至50℃，向其中滴加1,2-二溴乙烷(2.8mL,32mmol)，滴毕后搅拌反应72h，过滤反应液，收集滤液，40℃减压旋干溶剂后，通过硅胶柱层析法分离纯化，以石油醚和乙酸乙酯混合液为洗脱液，采用梯度洗脱(石油醚/乙酸乙酯V/V＝1:2～1:6)，40℃真空干燥得到白色固体N9-溴乙基-O⁶-苄基鸟嘌呤(1645mg,4.7mmol),产率59％。

UVλ:248,283nm；

IR(KBr压片)υ/cm^-1:3463.1(-(CH₂)₂-N-H)；2954.7(-CH₂-)；1635.2(C＝C)；1252.7(C-O-C)；1068.1(C-N)；687.3(C-Br)；

¹H NMR(400MHz,DMSO)δ:3.71(t,2H,CH₂)；4.19(t,2H,CH₂)；5.08(s,2H,CH₂)；6.91(s,2H,NH₂)；7.29-7.38(m,5H,C₆H₅)；8.21(s,1H,CH)；

ESI-MS:m/z 348.0455和350.0436(M+H)⁺。

2)N9-(2-胺基)乙基-O⁶-苄基鸟嘌呤的合成

称取所得固体N9-溴乙基-O⁶-苄基鸟嘌呤(1948mg,5.6mmol)于100mL圆底烧瓶中，溶于50mL无水DMF溶液，加入邻苯二甲酰亚胺钾固体(3360mg,18.2mmol)，于65℃搅拌回流反应4h，用乙酸乙酯和去离子水进行萃取，有机相用饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠过夜干燥，35℃真空干燥得到白色固体，称取该产物(1992mg,4.8mmol)溶于20mL无水DMF溶液，并加入1.6mL水合肼，控温于32℃搅拌回流反应4h，使其发生肼解，用二氯甲烷和去离子水进行萃取，有机相用饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠过夜干燥，35℃真空干燥得到N9-(2-胺基)乙基-O⁶-苄基鸟嘌呤(855mg,3mmol)，产率53％。

UVλ:250,283nm；

IR(KBr压片)υ/cm^-1:3463.8(N-(CH₂)₂-)；3319.3(N-H)；2958.1(-CH₂-)；1617.3(C＝C)；1253.1(C-O-C)；1072.6(C-N)；

¹H NMR(400MHz,DMSO)δ:2.94(t,2H,NH₂)；3.91(t,2H,CH₂)；5.64(s,2H,CH₂)；6.538(s,2H,NH₂)；7.27-7.63(m,5H,C₆H₅)；7.95(s,1H,CH)；

ESI-MS:m/z 285.1453(M+H)⁺。

3)制备甲氧基聚乙二醇-4,4’-二甲酰胺偶氮苯偶联物

称取偶氮苯-4,4’-二甲酸(300mg,1.2mmol)于120mL圆底烧瓶中，溶解于120mL无水吡啶溶液，加入EDC(260mg,1.6mmol)和NHS(184mg,1.6mmol),反应2h后加入DMAP(14mg,0.12mmol)和甲氧基聚乙二醇胺1000(1110mg,1.2mmol)，反应12h，50℃旋蒸去除吡啶，溶解于去离子水中并离心去除游离偶氮苯-4,4’-二甲酸，得到甲氧基聚乙二醇-4,4’-二甲酰胺偶氮苯偶联物(411mg,0.32mmol)，产率27％。

UVλ：445nm；

¹H NMR(400MHz,DMSO)δ:3.28(t,3H,CH₃)；3.43(m,2H,CH₂)；3.54(t,88H,CH₂)；3.78(t,2H,CH₂)；7.45(s,1H,NH)；7.63-8.35(m,8H,C₆H₄)。

4)制备甲氧基聚乙二醇-4,4’-二甲酰胺偶氮苯-N9-乙基-O⁶-苄基鸟嘌呤偶联物(BG-AB-PEG 3)。

称取甲氧基聚乙二醇-4,4’-二甲酰胺偶氮苯偶联物(1524mg,1.2mmol)于250mL圆底烧瓶中，溶解于120mL无水吡啶中，加入EDC(260mg,1.6mmol)和NHS(184mg,1.4mmol)，反应2h后，与N9-(2-胺基)乙基-O⁶-苄基鸟嘌呤(342mg,1.2mmol)投入到去离子水中室温下搅拌反应24h,将得到的溶液用去离子水透析2天，冻干，得到BG-AB-PEG 3(558mg,0.36mmol)，产率30％。

UVλ：445nm；

¹H NMR(400MHz,DMSO)δ:3.17(s,3H,CH₃)；3.43(m,2H,CH₂)；3.68(m,88H,CH₂)；3.84(m,2H,CH₂)；3.98(t,2H,CH₂)；4.02(t,2H,CH₂)；5.34(s,2H,CH₂)；6.93(s,2H,NH₂)；7.31-7.76(m,5H,C₆H₅)；7.87(t,1H,NH)；7.87(t,1H,NH)；8.06-8.43(d,8H,C₆H₄)；8.76(s,1H,CH₂)。

实施例4：抗肿瘤纳米制剂1(BG-AB-PEG/BCNU 1)的制备

称取40mg BG-AB-PEG 1和5mg BCNU溶解于四氢呋喃中，在超声状态下用10mL去离子水水合，该溶液用去离子水透析4h，除去未包封的BCNU。将产物冻干，得到BG-AB-PEG/BCNU 1，其粒径分布及电镜图如图1所示。

实施例5：抗肿瘤纳米制剂2(BG-AB-PEG/BCNU 2)的制备

称取40mg BG-AB-PEG 2和5mg BCNU溶解于四氢呋喃中，在超声状态下用10mL去离子水水合，该溶液用去离子水透析4h，除去未包封的BCNU。将产物冻干，得到BG-AB-PEG/BCNU 2，其粒径分布及电镜图如图2所示。

实施例6：抗肿瘤纳米制剂3(BG-AB-PEG/BCNU 3)的制备

称取25mg BG-AB-PEG 3和5mg BCNU溶解于四氢呋喃中，在超声状态下用10mL去离子水水合，该溶液用去离子水透析4h，除去未包封的BCNU。将产物冻干，得到BG-AB-PEG/BCNU 3，其粒径分布及电镜图如图3所示。

实验例1：BG-AB-PEG/BCNU的稳定性测试

将实施例4-6中制备的BG-AB-PEG/BCNU分别溶解于适量PBS或含10％FBS的DMEM培养基中，经滤膜过滤后分别测定三种纳米制剂在0、6、12、24、36、48h的粒径变化，结果如图4所示。由图可知，48h内，三种纳米制剂在两种溶剂中的粒径均无明显变化，说明BG-AB-PEG/BCNU具有良好的稳定性。

实验例2：BG-AB-PEG/BCNU低氧还原敏感性测试

将实施例4-6中制备的BG-AB-PEG/BCNU分别溶解于适量PBS中，加入大鼠肝微粒体和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)，分别在常氧和低氧条件下于37℃振荡孵育，反应结束后测定各纳米制剂的粒径，结果如图5所示。由图5可知，在低氧条件下，纳米制剂粒径明显变大，说明由于偶氮键在低氧条件下被大鼠肝微粒体和NADPH还原，导致纳米药物载体发生了裂解，从而释放包载的药物；而在常氧条件下，纳米制剂的粒径无明显变化，说明偶氮键在常氧条件下不能被还原，纳米药物载体不能发生裂解，因此不能释放药物。该结果表明，BG-AB-PEG/BCNU对低氧条件敏感，能够特异性地在低氧条件下通过偶氮键还原而发生纳米壳碎裂并释放药物。

实验例3：BG-AB-PEG/BCNU中BCNU的释放

将实施例4-6中制备的BG-AB-PEG/BCNU和游离BCNU分别置于透析袋(1000Da)中，将透析袋置于含有大鼠肝微粒体和NADPH的PBS中，分别在常氧和低氧条件下进行透析。在5、10、20、40、60、90、120、150、180、240、300和360min时取1mL透析袋外的PBS，用高效液相色谱法测定PBS中BCNU的含量，从而得到3种纳米药物的体外释放情况。如图6所示，在低氧条件下，由于BG-AB-PEG载体中的偶氮键被还原，导致纳米载体裂解，因此可以有效地释放出BCNU(释放量60-70％)。而在常氧条件下(如图7所示)，BG-AB-PEG载体中的偶氮键不能被还原，使得纳米载体不能裂解，因此纳米制剂中包载的BCNU几乎不能被释放出来(释放量低于15％)。该结果说明了本发明所制备的BG-AB-PEG/BCNU纳米制剂不仅具有良好的稳定性，有利于提高BCNU在体内的循环时间；而且具有理想的低氧响应性，能够确保BCNU被靶向递送至肿瘤低氧部位。

实验例4：BG-AB-PEG/BCNU的细胞克隆形成实验

选取人脑神经胶质瘤SF763细胞和SF126细胞进行克隆形成实验，其中SF763细胞AGT高表达、易产生耐药性，SF126细胞AGT低表达、耐药性低。将生长状态良好的SF763和SF126细胞分别经胰酶消化后制成单细胞悬液，用分别含PBS、BCNU、BG-AB-PEG/BCNU 1、BG-AB-PEG/BCNU 2和BG-AB-PEG/BCNU 3的培养液稀释细胞悬液，以每孔500个细胞接种于六孔板，每组设置三个平行。经9天培养后，进行染色计数，所得结果如图8所示。由于AGT介导的DNA修复作用能够导致肿瘤细胞对BCNU产生耐药性，所以，经BCNU处理后，AGT高表达的SF763细胞的克隆形成率高于AGT低表达的SF126细胞。经纳米药物BG-AB-PEG/BCNU处理后的各组细胞中，常氧组和低氧组存在明显差异：在常氧条件下，由于纳米药物载体不能发生碎裂，因而不能有效释放包裹的BCNU，所以两种细胞的克隆形成率均接近空白对照组，说明常氧条件下三种纳米制剂均不能发挥肿瘤细胞抑制作用；而在低氧条件下，三种纳米制剂中的偶氮苯基团均可被还原，使得载体发生碎裂，不但释放出包载的BCNU，而且释放出具有抗耐药作用的AGT抑制剂O⁶-BG衍生物，使得两种细胞的克隆形成率均明显下降，且对具有耐药性的SF763细胞的抑制作用更为明显。以上结果表明，在低氧条件下三种纳米制剂对两种细胞均表现出良好的抑制效果。证明了本发明所保护的纳米制剂BG-AB-PEG/BCNU与临床常用的CENUs类抗肿瘤药物相比，具有良好的肿瘤低氧靶向性、抗耐药性和更高的抗肿瘤活性。

实验例5：BG-AB-PEG/BCNU的细胞侵袭实验

分别用PBS、BCNU、BG-AB-PEG/BCNU 1、BG-AB-PEG/BCNU 2和BG-AB-PEG/BCNU 3处理SF763和SF126细胞24h，再将处理后的细胞以1×10⁴个/孔接种于铺有Matrigel基质胶的小室中培养48h，拍照记录侵袭的细胞数目。由图9可知，单独BCNU处理后，高表达AGT蛋白的SF763细胞侵袭率高于低表达AGT蛋白的SF126细胞；经BG-AB-PEG/BCNU处理后，常氧组的细胞侵袭率显著高于低氧组。结果表明，本发明所合成的纳米制剂在常氧条件下对肿瘤细胞的侵袭能力没有明显的抑制作用；然而在低氧条件下，经BG-AB-PEG/BCNU处理后的SF763细胞的侵袭数目低于常氧下的各组，这说明BG-AB-PEG/BCNU中的偶氮键在低氧条件下被还原发生断裂，导致纳米载体发生了裂解，释放出包载的BCNU和AGT抑制剂O⁶-BG衍生物，因而在BCNU发挥抗肿瘤活性的同时抑制了肿瘤细胞的耐药性。以上结果表明，本发明所提供的纳米制剂BG-AB-PEG/BCNU能够特异性地在低氧条件下抑制肿瘤细胞的侵袭能力，表明该纳米制剂具有良好的肿瘤低氧靶向性和抗肿瘤活性。

实验例6：BG-AB-PEG/BCNU的抗肿瘤活性实验

1、实验材料

供试化合物：实施例4-6中制备的BG-AB-PEG/BCNU 1、BG-AB-PEG/BCNU 2和BG-AB-PEG/BCNU 3，以及临床常用的抗肿瘤药物BCNU。

细胞系：人脑神经胶质瘤细胞SF763、人脑神经胶质瘤细胞SF126、人乳腺癌细胞MCF-7、人肺癌细胞A549、人黑色素瘤细胞A375和人结肠癌细胞HT29。

2、实验方法

6种细胞均以1000个/孔接种于96孔板，在37℃、5％CO₂培养24h后，以浓度为10μM、20μM、50μM、100μM、200μM、400μM、600μM和800μM的抗肿瘤纳米制剂BG-AB-PEG/BCNU1、2、3和未包封的BCNU进行处理，每组6个复孔，并设置对照组。设置常氧组和低氧组，即将上述各组分别在常氧(21％氧气)和低氧(1％氧气)下孵育24h。然后每孔加入10μL CCK-8溶液，作用4小时。最后，在450nm波长下检测吸光度值，按以下公式计算细胞存活率，并计算药物的半数抑制率IC₅₀。

肿瘤细胞存活率(％)＝(A_加药组-A_空白组)/(A_对照组-A_空白组)×100％

A_加药组为具有培养基、肿瘤细胞、药物溶液和CCK-8溶液的孔的吸光度值；

A_空白组为具有培养基和CCK-8溶液，但没有肿瘤细胞和药物的孔的吸光度值；

A_对照组为具有培养基、肿瘤细胞、CCK-8溶液，但没有药物溶液的孔的吸光度值。

3、实验结果：见表1

表1肿瘤细胞的半数抑制率(IC₅₀，μM)

由表1可知，在常氧条件下，纳米药物包载BCNU形成的BG-AB-PEG/BCNU 1、BG-AB-PEG/BCNU 2和BG-AB-PEG/BCNU 3的IC₅₀值比游离BCNU显著提高。这是由于纳米载体BG-AB-PEG对BCNU进行了有效的包封且在常氧条件下不能发生裂解，使药物在常氧条件下不能被释放，因此不能发挥肿瘤细胞抑制作用。这使得该制剂在体内未达到肿瘤低氧区域之前，不能释放BCNU，也就不能导致DNA损伤，因而能够有效降低BCNU对正常组织的毒副作用。

而在低氧环境下，BG-AB-PEG/BCNU 1、BG-AB-PEG/BCNU 2和BG-AB-PEG/BCNU 3的IC₅₀值比各常氧组和游离BCNU组显著降低。这表明所合成的纳米制剂具有良好的低氧靶向性，纳米制剂中的偶氮键在低氧条件下能够有效地被还原，从而使纳米壳发生裂解，释放出内部包载的BCNU和AGT抑制剂O⁶-BG或其衍生物。O⁶-BG衍生物能够有效抑制AGT的活性，阻断了AGT对BCNU造成的DNA烷化损伤的修复，增加了肿瘤细胞对BCNU的敏感性，从而使BCNU能够靶向性地在肿瘤低氧区域充分发挥其抗肿瘤活性。

以上实验结果表明，与传统CENUs类抗肿瘤药物相比，本发明所合成的纳米制剂具有良好的低氧靶向性和抗耐药性，能够特异性地在低氧条件下将偶氮苯基团还原，使得纳米壳发生裂解，从而释放出纳米颗粒内部的CENUs和O⁶-BG或其衍生物，在靶向递送抗肿瘤药物的同时，还靶向抑制了肿瘤内部AGT介导的耐药性，实现了抗癌、抗耐药和靶向递送的“三效合一”。此外，经过纳米载体BG-AB-PEG的包载，CENUs的水溶性和稳定性也得到了显著提高，也有利于抗癌活性的提高。

最后，本发明的实施例仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。