一种羟乙基淀粉-吲哚-3-乙酸偶联物及其制备方法和应用与流程

本发明属于生物医药领域，具体涉及一种羟乙基淀粉-吲哚-3-乙酸偶联物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、吲哚-3-乙酸（iaa）作为色氨酸的关键微生物代谢产物，通过激活芳烃受体（ahr）和调节肠道免疫稳态发挥抗炎和免疫调节作用，对结肠炎具有潜在治疗价值。然而，口服游离iaa（如iaa钠盐）在到达结肠前易被上消化道快速吸收，导致结肠局部生物利用度低，疗效受限。

2、现有结肠靶向递送系统，如水凝胶、肠溶胶囊及非共价物理混合物，存在药物突释、载药量低、靶向特异性不足等问题。已有文章表明，天然淀粉-吲哚乙酸偶联物的靶向不足，胃和小肠仍有提前释放（龚倩. 淀粉结构对吲哚乙酸结肠靶向输送性能及结肠炎防治功效的影响研究[d]. 济南：齐鲁工业大学， 2025.）。

3、羟乙基淀粉（hes）作为一种生物相容性良好的聚合物，虽具有结肠靶向潜力，但尚无将其与iaa通过共价键结合并系统研究其取代度对结肠靶向递送效率影响的报道。

技术实现思路

1、本发明提供了一种羟乙基淀粉-吲哚-3-乙酸偶联物（hesiaa），及其制备方法和在结肠炎治疗中的应用，旨在解决iaa结肠靶向递送效率低下的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明第一方面，提供一种羟乙基淀粉-吲哚-3-乙酸偶联物，所述羟乙基淀粉-吲哚-3-乙酸偶联物的取代度为0.30-0.70。

4、在本发明的具体实施例中，所述取代度为0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.20、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.30、0.31、0.32、0.33、0.34、0.35、0.36、0.37、0.38、0.39、0.40、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、0.46、0.47、0.48、0.49、0.50、0.51、0.52、0.53、0.54、0.55、0.56、0.57、0.58、0.59、0.60、0.61、0.62、0.63、0.64、0.65、0.66、0.67、0.68、0.69、0.70或这之间的任意数值。

5、优选地，所述取代度为0.35-0.66。更优选地，所述取代度为0.37、0.53或0.66。最优选地，所述取代度为0.37。

6、进一步地，所述羟乙基淀粉-吲哚-3-乙酸偶联物中羟乙基淀粉和吲哚-3-乙酸通过化学键连接，优选地，通过酯键连接。

7、本发明第二方面，提供一种组合物，所述组合物包括所述的羟乙基淀粉-吲哚-3-乙酸偶联物，以及药学上可接受的载体或辅料。

8、进一步地，所述药物组合物为口服制剂。

9、本发明第三方面，提供一种制备所述羟乙基淀粉-吲哚-3-乙酸偶联物的方法，所述方法包括如下步骤：将羟乙基淀粉溶解于溶剂中，加入吲哚-3-乙酸、碱和缩合剂，在室温下搅拌反应，反应结束后，将反应液加入乙醇中沉淀，分离、洗涤、干燥，即得。

10、进一步地，所述吲哚-3-乙酸与羟乙基淀粉中脱水葡萄糖单元的摩尔比为（0.05-2.0）:1。

11、可选地，所述吲哚-3-乙酸与羟乙基淀粉中脱水葡萄糖单元的摩尔比为0.05:1、0.06:1、0.07:1、0.08:1、0.09:1、0.1:1、0.2:1、0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1、1.0:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1、2.0:1或这之间的任意比值。

12、进一步地，所述溶剂包括dmso、离子液体、水中的至少一种；

13、和/或，所述缩合剂包括1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐（edci）、n，n'-二环己基碳二亚胺（dcc）、2-(7-偶氮苯并三氮唑)-n，n，n'，n'-四甲基脲六氟磷酸酯（hatu）中的至少一种；

14、和/或，所述碱包括1-甲基咪唑、胺类、碳酸氢钠、碳酸钠中的至少一种。

15、进一步地，所述缩合剂与吲哚-3-乙酸的摩尔比为（1-2）:1；和/或，所述碱与吲哚-3-乙酸的摩尔比为（1-4）:1。

16、可选地，所述缩合剂与吲哚-3-乙酸的摩尔比为1.0:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1、2.0:1或这之间的任意比值。

17、可选地，所述碱与吲哚-3-乙酸的摩尔比为1.0:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1、2.0:1、2.1:1、2.2:1、2.3:1、2.4:1、2.5:1、2.6:1、2.7:1、2.8:1、2.9:1、3.0:1、3.1:1、3.2:1、3.3:1、3.4:1、3.5:1、3.6:1、3.7:1、3.8:1、3.9:1、4.0:1或这之间的任意比值。

18、在本发明的一个具体实施例中，制备所述羟乙基淀粉-吲哚-3-乙酸偶联物的方法为：将羟乙基淀粉溶解于二甲亚砜中，加入吲哚-3-乙酸、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和1-甲基咪唑，在室温下搅拌反应，反应结束后，将反应液加入乙醇中沉淀，分离、洗涤、干燥，即得。

19、进一步地，所述edci与吲哚-3-乙酸的摩尔比为1.2:1。

20、进一步地，所述1-甲基咪唑与吲哚-3-乙酸的摩尔比为2:1。

21、进一步地，所述反应时间为20-28小时，优选为24小时。

22、本发明第四方面，提供所述的羟乙基淀粉-吲哚-3-乙酸偶联物或所述的组合物在下述任一方面的应用：

23、a1. 在制备用于结肠靶向递送吲哚-3-乙酸的产品方面的应用；

24、a2.在制备调节胃肠道菌群产品方面的应用；

25、a3.在制备修复肠道黏膜的产品方面的应用；

26、a4.在制备用于炎症性疾病、自身免疫性疾病和代谢性疾病的产品方面的应用；

27、a5.在制备用于预防和/或治疗结肠炎的产品方面的应用；

28、a6.在调节机体代谢、免疫方面的应用。

29、进一步地，所述产品包括药品、保健食品、特殊医学用途配方食品或普通食品。

30、进一步地，所述炎症性疾病为结肠炎，进一步，为溃疡性结肠炎。

31、进一步地，所述药物通过以下任一种或多种机制发挥作用：

32、（a）增加结肠内容物中iaa浓度；

33、（b）调节肠道菌群，例如增加有益菌（如_s24-7_、bacteroidetes）的丰度，降低厚壁菌门/拟杆菌门（f/b）比例；

34、（c）抑制炎症反应，例如上调抗炎细胞因子il-10和il-22，下调促炎细胞因子il-1β、il-6和ifn-γ；

35、（d）增强肠道屏障功能，例如上调紧密连接蛋白claudin-1和zo-1的表达。

36、本发明的有益效果包括但不限于：

37、1. 精准的结肠靶向与控释性能，显著提高iaa结肠生物利用度

38、本发明利用羟乙基淀粉（hes）特有的醚化结构及抗酶解特性，通过精确控制取代度（ds=0.30-0.70，尤以ds=0.37为最佳），构建了一种新型结肠靶向递送系统。体外模拟胃肠道释放实验表明，三种不同取代度的hesiaa在胃相（含胃蛋白酶，ph 1.2）和肠相（含胰蛋白酶，ph 6.8）中的iaa释放量均极低（低于0.5 mg），证明该偶联物能够有效抵御上消化道消化酶的降解。进入结肠相（含大鼠粪便菌群，ph 7.4）后，ds=0.37的hesiaa释放最快，48小时累积释放率达86.58%，而ds=0.53和0.66的样品累积释放率分别为69.35%和70.70%，表明取代度对结肠释放特性具有显著影响，ds=0.37为最优选择。体内靶向递送实验进一步验证了上述结果：ds=0.37的hesiaa组小鼠结肠内容物中iaa浓度高达581.5 μmol/kg，显著高于ds=0.53组（182.8 μmol/kg）、ds=0.66组（274.7 μmol/kg）以及游离iaana组（p<0.001）。上述结果表明，本发明通过优化载体结构和取代度，实现了iaa在结肠部位的精准富集与高效利用，克服了口服游离iaa结肠生物利用度低的技术难题。

39、2. 卓越的结肠炎治疗效果，显著优于游离药物

40、在dss诱导的急性结肠炎小鼠模型中，在等iaa给药剂量条件下，本发明hesiaa（ds=0.37）干预组展现出极为优越的治疗效果。在体重变化方面，dss模型组小鼠体重在第6天下降了13.23%，而hesiaa组仅下降4.89%，游离iaana组则下降了10.49%，表明hesiaa能够显著抑制结肠炎引起的体重下降。在疾病活动指数（dai）评分方面，dss模型组评分为8.83，hesiaa组显著降低至3.83，而游离iaana组为8.5，hesiaa的改善效果远超游离药物。在结肠长度方面，dss模型组结肠长度缩短了22%，hesiaa组仅缩短10%，结肠长度恢复至正常组的90%，而游离iaana组缩短了28%。组织病理学分析显示，hesiaa组小鼠结肠隐窝结构相对完整，杯状细胞数量明显回升，炎性细胞浸润显著减轻，组织病理学评分显著低于dss模型组和游离iaana组。上述结果一致证明，本发明hesiaa在改善结肠炎关键临床指标方面显著优于游离iaana，具有优异的抗结肠炎活性。

41、3. 协同调控肠道菌群，发挥“iaa-scfa”双重代谢调节作用

42、本发明偶联物在结肠解释放iaa的同时，载体羟乙基淀粉本身作为抗性淀粉（rs）可被肠道菌群发酵产生短链脂肪酸（scfas），从而实现“iaa介导的ahr激活”与“scfas介导的肠道酸化与免疫调节”的协同增效。16s rrna基因测序结果显示，与对照组相比，hesiaa（ds=0.37）组小鼠肠道菌群结构发生了显著优化：在门水平上，厚壁菌门（firmicutes）相对丰度降低，拟杆菌门（bacteroidetes）相对丰度增加，厚壁菌门/拟杆菌门（f/b）比例从对照组的15.88显著降低至4.02，而低f/b比例通常被认为是健康的肠道菌群标志；在属水平上，有益菌如_s24-7_、oscillospira（被誉为下一代益生菌候选者，与炎症性疾病负相关）、odoribacter（产丁酸菌）的相对丰度显著升高，而炎症相关致病菌如_desulfovibrio_（产硫化氢破坏肠道屏障）、_peptostreptococcaceae_等的丰度降低。上述菌群变化不仅有利于scfas的生成，还能通过iaa激活芳香烃受体（ahr）通路，共同维护肠道免疫稳态。

43、4. 多重抗炎与肠道屏障修复机制，系统改善结肠炎病理状态

44、本发明hesiaa通过上调抗炎细胞因子和下调促炎细胞因子发挥系统性抗炎作用，同时修复受损的肠道屏障。elisa和qpcr检测结果表明，与dss模型组相比，hesiaa治疗组小鼠结肠组织中抗炎细胞因子il-10和il-22的水平显著升高（p<0.01），而促炎细胞因子il-1β、il-6和ifn-γ的水平显著降低（p<0.001），mrna表达变化趋势与蛋白水平一致。上述细胞因子变化表明，hesiaa能够有效抑制dss诱导的肠道炎症级联反应。免疫组化检测结果显示，dss诱导后结肠组织中紧密连接蛋白claudin-1和zo-1的表达显著下调，而hesiaa干预后这两种蛋白的表达水平得到显著恢复，表明该偶联物能够修复受损的肠上皮屏障，防止肠道有害物质（如细菌和内毒素）穿过肠粘膜进入体内循环。通过“抑制炎症+修复屏障”的双重机制，本发明hesiaa从病理生理层面系统改善了结肠炎的疾病进程。

45、5. 结构与功能一体化设计，工艺可控且安全性高

46、本发明通过edci/1-甲基咪唑催化体系，在室温条件下实现了羟乙基淀粉与吲哚乙酸的高效酯化反应，合成工艺简单、条件温和、取代度可控。具体而言，通过控制iaa与羟乙基淀粉中脱水葡萄糖单元的摩尔比（0.5:1、0.7:1、1:1），可分别制得取代度为0.37、0.53和0.66的hesiaa，产率高达87.3%-93.8%，表明该合成方法具有优异的产率和可重复性。产物经乙醇沉淀、洗涤、干燥即可获得纯品，无需复杂纯化步骤，适合工业化放大生产。在安全性方面，羟乙基淀粉作为已上市血浆扩容剂具有公认的生物相容性和安全性，吲哚乙酸作为内源性色氨酸代谢产物也具有良好的安全性特征，二者通过酯键共价连接后结构稳定，动物实验中未见明显毒副作用。综上所述，本发明提供了一种高效、安全、工艺可行、多靶点协同治疗结肠炎的全新技术方案，具有显著的临床转化和产业化前景。