文献：Hyaluronic acid-coated polymeric micelles with hydrogen peroxide scavenging to encapsulate statins for alleviating atherosclerosis

文献链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33287831/

作者：Dan Mu , Jianhui Li, Yu Qi , Xuan Sun , Yihai Liu , Song Shen , Yuyu Li, Biao Xu, Bing Zhang

相关产品：Mal-PEG-NH2  马来酰亚胺-聚乙二醇-氨基

原文摘要：Infammation and oxidative stress are two major factors that are involved in the pathogenesis of atherosclerosis. A smart drug delivery system that responds to the oxidative microenvironment of atherosclerotic plaques was constructed in the present study. Simvastatin (SIM)-loaded biodegradable polymeric micelles were constructed from hyaluronic acid (HA)-coated poly(ethylene glycol)-poly(tyrosine-ethyl oxalyl) (PEG-Ptyr-EO) for the purpose of simultaneously inhibiting macrophages and decreasing the level of reactive oxygen species (ROS) to treat atherosclerosis. HA coating endows the micelle system the ability of targeting CD44-positive infammatory macrophages. Owing to the ROS-responsive nature of PEG-Ptyr-EO, the micelles can not only be degraded by enzymes, but also consumes ROS by itself at the pathologic sites, upon which the accumulation of pro-infammatory macrophages is efectively suppressed and oxidative stress is alleviated. Consequently, the cellular uptake experiment demonstrated that SIM-loaded HA-coated micelles can be efectively internalized by LPS-induced RAW264.7 cells and showed high cytotoxicity against the cells, but low cytotoxicity against LO2 cells. In mouse models of atherosclerosis, intravenously SIM-loaded HA-coated micelles can efectively reduce plaque content of cholesterol, resulting in remarkable therapeutic efects. In conclusion, the SIM-loaded micelle system provides a promising and innovative option against atherosclerosis.

Mal-PEG-NH2，即马来酰亚胺-聚乙二醇-氨基，是一种重要的聚乙二醇（PEG）衍生物。Mal-PEG-NH2的结构特点是在PEG分子的一端附有马来酰亚胺（Mal）官能团，另一端则是氨基（NH2）官能团。马来酰亚胺官能团具有亲电性，可以与含有硫醇基（-SH）的分子（如蛋白质、肽和糖等）反应，生成稳定的硫醚键。这种反应可用于修饰药物、纳米材料和生物分子等，以提高其水溶性、稳定性和靶向性。而氨基官能团则为PEG分子提供了其他的反应位点，使得Mal-PEG-NH2可以与其他含有羧基、活性酯等官能团的分子进一步反应。Mal-PEG-Ptyr的结构中包含马来酰亚胺（Mal）官能团、聚乙二醇（PEG）链和酪氨酸（Ptyr）部分。马来酰亚胺官能团具有亲电性，可以与含有硫醇基（-SH）的化合物发生反应，形成稳定的硫醚键。酪氨酸则是一种天然氨基酸，其结构中包含酚羟基和氨基等官能团，这些官能团可以参与多种化学反应，赋予Mal-PEG-Ptyr更多的功能性和应用潜力。Mal-PEG-NH2在 Mal-PEG-Ptyr制备过程中有重要作用，具体如下：

图为：sim负载ha包覆的氨基PEG-Ptyr-EO胶束

Mal-PEG-NH2在MalPEGPtyr合成中的应用：

首先，称取适量的 Mal-PEG-NH2和 Tyr-NCA，放入洁净且干燥的反应容器中，然后缓慢加入无水 DMF，直至 Mal-PEG-NH2和 Tyr-NCA 完全被无水 DMF 所浸没。使用磁力搅拌器或者其他合适的搅拌设备，在适宜的温度和搅拌速度下，持续搅拌一段时间，使 Mal-PEG-NH2和 Tyr-NCA 在无水 DMF 中充分溶解，形成均匀的反应混合物。接着，将装有反应混合物的容器转移至真空环境中，开启真空浓缩设备，在特定的真空度和温度条件下，对反应混合物进行浓缩操作。在此过程中，密切观察反应混合物的体积变化，直至其达到预定的浓缩程度。将经过真空浓缩后的反应混合物小心地倒入大量过量的冷乙醚中。在倒入的瞬间，可以看到反应混合物与冷乙醚充分接触，由于两者溶解性的差异，目标产物会在冷乙醚中逐渐析出。让反应混合物在冷乙醚中充分浸泡一段时间，以确保产物能够完全沉淀。最后，通过合适的分离方法，如过滤或者离心等操作，收集 Te 沉淀物。将收集到的沉淀物放置在真空干燥箱内，在设定好的真空度、温度和干燥时间下进行真空干燥处理，以去除沉淀物中残留的溶剂和其他杂质，得到干燥的MalPEGPtyr。

图为：Mal-PEG-Ptyr 和Mal-PEG-Ptyr-EO的测定

结论：Mal-PEG-NH2中的氨基（-NH2）是与 Tyr-NCA 发生反应的关键活性基团。在合适的反应条件下，氨基攻击 Tyr-NCA 的活性位点，引发开环聚合反应。这一反应逐步将 Tyr 单元连接到 PEG 链上，是构建 Mal-PEG-Ptyr 分子主链结构的基础步骤。这种反应方式使得 PEG 链得以不断增长并引入酪氨酸（Tyr）单元，从而形成具有特定功能和结构的聚合物。

Mal-PEG-NH2中的马来酰亚胺（Mal）基团在整个合成过程中起到保护或后续功能化的作用。在合成前期，它可以保持稳定，不参与与 Tyr-NCA 的反应，使得氨基与 Tyr-NCA 的反应能够顺利进行。而在后续步骤中，如果需要进一步修饰或连接其他具有生物活性的分子，马来酰亚胺基团可以作为一个高活性的反应位点，通过与含有巯基的分子发生特异性的点击化学反应，实现对合成产物 Mal-PEG-Ptyr 的功能拓展。