用于調節受體和離子通道的位置特異性亞型的納米結構軛合物的制作方法
【專利摘要】在此描述了納米結構軛合物、用于制備它們的方法以及用于使用它們的方法。這些納米結構軛合物適用于抑制、激活并且調節突觸外受體和離子通道，并且適用于治療各種醫學病狀以及其他有吸引力的用途。
【專利說明】用于調節受體和離子通道的位置特異性亞型的納米結構軛合物
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年11月5日提交的美國專利申請序列號61,962,335的優先權，該申請的內容通過引用以其整體結合在此。
【背景技術】
[0003]谷氨酸鹽是大腦中的主要興奮性神經遞質。為了提供一種對于谷氨酸鹽介導的神經元間通信的可靠且快速的傳輸，神經元具有嚴格幾何構型的復雜特殊結構。稱為突觸的這些結構經由以下各項來負責將突觸前信號轉換為突觸后神經元中的生物化學和電學下游事件:a)響應于到達突觸前末梢的動作電位而將一定量的神經遞質分子直接釋放到突觸間隙、b)對應地激活突觸后末梢上的特異性神經遞質門控受體、以及c)通過特殊轉運體進行再攝取來從間隙體積內快速去除神經遞質分子以為下一個突觸前信號做準備。突觸間隙(突觸前神經元與突觸后神經元之間的空間)的狹窄開口和小體積有助于通過提供對突觸神經遞質濃度的控制來使突觸傳遞效率最大化。例如，在常見興奮性突觸處的突觸間隙具有約25±5nm的平均寬度。
[0004]谷氨酸鹽通過結合并且激活一組跨膜受體(所謂的谷氨酸受體)來觸發多個信號傳導途徑。這些受體在對于正常大腦功能很重要的許多生理過程中起重要作用，這些正常大腦功能包括興奮性谷氨酸能神經傳遞、發育可塑性以及高級認知功能諸如記憶獲取、保存和學習。谷氨酸受體的亞活化(hypoactivat1n)或超活化涉及許多神經學和精神病學病狀，諸如神經變性、中風、疼痛、癲癇、精神分裂癥以及抑郁。
[0005]谷氨酸受體存在于突觸內部和外部(分別為突觸位置和突觸外位置)。由于在大腦發育過程中且響應于神經元活動發生的進出突觸的受體運輸(橫向受體移動性)導致谷氨酸受體的突觸分布與突觸外分布發生改變，因此谷氨酸受體的位置不是固定的。突觸谷氨酸受體由突觸間隙釋放的谷氨酸鹽進行激活，這由于谷氨酸鹽在突觸間隙中存在的相位性質而介導數字信號信息處理。在另一方面，突觸外谷氨酸受體由環境谷氨酸鹽進行激活，這通過幫助動態調節神經元輸出、發射模式和神經傳遞的增益控制來確保信號整合并且確定神經元網絡的整體興奮性。由于缺乏用于控制突觸外部的谷氨酸鹽濃度的空間約束機制，突觸外受體可以持續長時間段強力地調節神經元的生物化學信號傳導和電信號傳導。存在造成突觸外部谷氨酸鹽環境濃度增加的幾種機制，包括a)遞質從突觸溢出(尤其在高頻發射過程中或當再攝取轉運體受到影響時)、b)反向運行遞質轉運體導致其釋放而不是再攝取、c)遞質從膠質細胞或神經元軸突的突觸外膨體釋放。
[0006]谷氨酸受體根據它們的結構和作為離子型和代謝型谷氨酸受體的下游激活路徑來分類。離子型谷氨酸受體屬于配體門控離子通道家族:它們的通道孔響應于谷氨酸鹽的結合而打開，從而允許陽離子流入，進而導致細胞膜去極化并且生成下游電信號。離子型谷氨酸受體存在根據其優選激動劑分類的三種藥理學上不同的類型:氨基-3-羥基-5-甲基-4-異噁唑丙酸(AMPA)、Ν-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)和紅藻氨酸。代謝型谷氨酸受體(在三個組中的八個不同類型)屬于G蛋白偶聯受體的家族，該G蛋白偶聯受體在結合谷氨酸鹽時觸發G蛋白亞基的激活，從而能夠隨后調節不同效應分子(諸如酶、離子通道和轉錄因子)的功能。
[0007]由于其對于鈣離子的滲透性和其功能活動對于細胞膜電位的相關性，NMDA受體(NMDAR)專門定位來在許多生理過程中起中心作用。由于NMDAR被公認為是介導谷氨酸鹽誘導的興奮性神經毒性的重要受體，NMDAR還參與許多病理過程。確切地說，發現NMDAR的超活化與許多急性和慢性神經病癥相關聯，諸如腦缺血、創傷性腦損傷、癲癇、阿耳茨海默病、帕金森氏病以及亨廷頓氏病、HIV相關性神經認知障礙和肌萎縮性側索硬化。匪DAR的亞活化經由大腦重要區域中的興奮性(膽堿能/谷氨酸能)投射的去抑制機制來參與神經發育障礙，特別是精神分裂癥。
[0008]NMDAR長期以來被認為是重要的治療靶標，并且幾種NMDAR拮抗劑已經過測試來評估其神經保護能力。完成試驗的藥物包括谷氨酸位點的拮抗劑(塞福太)和甘氨酸位點的拮抗劑(加維斯替奈)、離子通道位點的拮抗劑(阿替加奈)以及NR2B亞基選擇性拮抗劑(曲索羅地)。不幸的是，實際上所有NMDAR拮抗劑表現出從擬精神病癥狀到運動損傷范圍內的顯著副作用，并且因此，在臨床研究過程中淘汰。顯然，這些副作用起源是因為除抑制病理活動之外NMDAR拮抗劑還阻斷生理活動，從而打斷正常的突觸信號發送并且不利地影響正常的大腦功能。因此，神經科學界中目前的共識是，為了成為臨床上可容忍和藥理學有效的，NMDAR拮抗劑的作用應當被高度區別:僅阻斷過度的病理活動同時保留正常突觸活動。
[0009]最新成果表明，在不同亞細胞位置處的NMDAR可以對神經元命運具有不同的作用且有時具有相反的作用。即，生理突觸活動是由具有高度調節的谷氨酸濃度的功能性突觸中的突觸性NMDAR(sNMDAR)支持，而病理活動是由突觸外部的高環境谷氨酸鹽濃度和突觸外NMDAR( eNMDAR)的隨后激活而導致。通常，sNMDAR的生理激活傾向于經由多個途徑的接合而受到神經保護，這些途徑增強抗氧化防御系統、至cAMP反應元件結合蛋白(CREB)的核信號傳導，以及由細胞外信號調節激酶(ERK1/2)進行的信號傳導。此外，內在凋亡途徑下調。與此相反，eNMDAR活動可以通過關閉促存活途徑、激活突觸損傷和促凋亡分子、增強神經元C0X-2表達并介導tau蛋白依賴性神經變性來啟動信號級聯放大，從而導致神經元損傷。
[0010]關于缺血性腦損傷的最新研究已表明，eNMDAR活動抑制神經保護途徑并且觸發神經元損傷，而生理sNMDA活動通常刺激神經保護轉錄和抗氧化途徑。對于若干神經退行性障礙諸如亨廷頓氏病和AD，一個類似的模式正在形成。因此，可以調節eNMDAR的藥物將影響病理活動而不是生理活動，因此提供無副作用的治療效果。

【發明內容】

[0011]在一個實施例中，一種納米結構軛合物可以包含連接到至少一個調節劑化合物上的至少一個納米結構，該調節劑化合物靶向突觸外位置處的膜蛋白。在另一個實施例中，該調節劑化合物是一種NMDA調節劑。在一個實施例中，該調節劑化合物是一種金剛烷化合物。
[0012]在另一個實施例中，一種制備納米結構軛合物的方法可以包括將至少一個納米結構連接到至少一個金剛燒化合物上。在一個實施例中，將一個納米結構連接到至少一個NMDA調節劑上。
[0013]在另一個實施例中，一種抑制突觸外蛋白的方法可以包括使突觸外蛋白與具有大于突觸間隙開口的平均流體動力學直徑的納米結構軛合物接觸。在一個實施例中，突觸外蛋白是谷氨酸受體、甘氨酸受體、GABA受體、膽堿能受體、阿片樣物質受體、腎上腺素能受體、多巴胺能受體、5-羥色胺受體、組胺受體、神經遞質轉運體、鈣離子通道、鉀離子通道、鈉離子通道、或氯離子通道。在一個實施例中，谷氨酸受體是一種NMDA受體。在另一個實施例中，納米結構軛合物具有約5nm至約150nm、或約20nm至約40nm的平均流體動力學直徑。
[0014]另一種抑制突觸外蛋白的方法可以包括使突觸外蛋白與具有大于突觸間隙開口的平均流體動力學直徑的拮抗劑結接觸，其中該拮抗劑不抑制突觸蛋白。在一個實施例中，拮抗劑具有約5nm至約150nm的平均流體動力學直徑。在另一個實施例中，拮抗劑具有約20nm至約40nm的平均流體動力學直徑。
[0015]—種治療患有醫學病狀的動物的方法可以包括向該動物給予一種納米結構軛合物，該納米結構軛合物包含連接到至少一個調節劑化合物上的至少一個納米結構；其中該醫學病狀是各種病理學病狀中的任一種病狀，包括但不限于阿耳茨海默病:帕金森氏病;肌萎縮性側索硬化;亨廷頓氏病;化療誘導型神經病變;年齡相關性大腦功能障礙;唐氏綜合征;孤獨癥;阿斯伯格綜合征;雷特氏綜合征;脆性X染色體綜合征;科爾薩科夫氏病;腦性癱瘓;癲癇和其他癲癇發作病;情感障礙;睡眠障礙;創傷性腦損傷、腦病和其他創傷相關性損傷或疾病;精神分裂癥和其他精神性失常;疼痛、神經性疼痛、痛覺過敏和傷害感受失調;成癮病癥;多發性硬化癥和其他自身免疫性疾病。該病狀還可以是局部缺血;神經元再灌注損傷;神經元創傷或出血;神經元感染；中風;神經元暴露于毒性物質;青光眼和其他眼病;催吐病癥和病狀；由大腦放射治療導致的副作用;血管性癡呆，或HIV相關性癡呆。在一個實施例中，該調節劑化合物是一種金剛烷化合物。
[0016]另一種治療患有醫學病狀的動物的方法可以包括向該動物給予一種具有大于突觸間隙開口的平均流體動力學直徑的NMDA拮抗劑。在一個實施例中，NMDA拮抗劑具有約5nm至約150nm或約20nm至約40nm的平均流體動力學直徑。
【附圖說明】
[0017]圖1示出一種用于合理設計能夠選擇性或排他性調節eNMDAR而不影響sNMDAR的藥理學活性的納米結構的策略。此策略是基于NMDA調節劑分子大小與訪問特定亞細胞位置的容易性之間的空間錯配。確切地說，大于突觸間隙寬度的化學結構將不能夠訪問位于突觸內部的受體，但是將能夠與位于其他位置的受體相互作用。
[0018]圖2示出一種納米結構軛合物的實例性制備。將檸檬酸金納米顆粒(NP)與3kDaHS-PEG-R接頭反應。然后將此NP接頭中間體與美金剛反應，使用EDC/NHA將金(Au) NP連接到美金剛(Mem)分子上，以通過美金剛伯氨基團形成一個酰胺鍵。(B)透射電子顯微術示出13nm的Au纖芯直徑，比例尺為SOnmc3(C) Au-Mem納米結構的動態光散射，Z平均值35nm。
[0019]圖3示出共軛至AuNP的美金剛保留其關于NMDA受體的活性藥理特性。在Au-Mem納米結構軛合物存在下，阻斷由200μΜ匪DA和20μΜ甘氨酸的共同應用觸發的匪DA電流(圖3Α)。同時，與藥理學惰性分子(諸如PEG聚合物(圖3Β)或葡糖胺分子(圖3C))共軛而不是與美金剛共軛的Au NP對NMDAR介導的電流沒有影響。在ΙμΜ河豚毒素(TTX)存在下進行記錄。灰色框表示NMDA應用，而黑色框表示上述化合物的應用。
[0020]圖4示出Au-美金剛納米結構軛合物對大腦皮層神經元中的自發性突觸活動的抑制作用的缺乏。NMDA受體介導此突觸活動，并且應用游離(非共軛)美金剛可以幾乎完全抑制它(圖4A)。同時，連接到Au NP上的美金剛(Au-Mem)對于突觸活動沒有影響(圖4B)。示出在游離美金剛分子和Au-Mem存在下NMDA受體介導型sEPSC的電荷轉移分析(圖4C)、頻率分析(圖4D)和振幅分析(圖4E)。在不存在用于相同細胞的任何藥物治療下，將數據歸一化為其對照值。將數據表示為平均值土SEM(在所有情況下η > 4個細胞)；*，P〈0.0l(對原始數據的配對t-檢驗)。
[0021]圖5示出Au-Mem納米結構軛合物通過海馬趾切片中的Αβ寡聚體來防止樹突棘損失。在ΙΟμΜ美金剛或50nM Au-Mem存在或不存在下，將來自YFP轉基因小鼠的海馬神經元暴露于對照媒介或合成的Αβ1_42(500ηΜ寡聚體)中10天。將數據表示為平均值土 SEM(在所有情況下η > 4個細胞)；*，P〈0.01 (對原始數據的配對t-檢驗)。
【具體實施方式】
[0022]本披露不局限于所描述的特定系統、裝置和方法，因為這些可以變化。在本說明書中所使用的術語用于以下目的:僅描述具體版本或實施例并且不旨在限制本范圍。
[0023]除其他事項之外，本披露提出納米結構軛合物、制備納米結構軛合物的方法、抑制包括匪DA受體的突觸外蛋白的方法，以及治療患有醫學病狀的動物的方法。一種通用設計策略在圖1中示出。
[0024]在一個實施例中，一種納米結構軛合物可以包含連接到至少一個調節劑化合物上的至少一個納米結構。在另一個實施例中，調節劑化合物是一種金剛烷化合物。在另一個實施例中，調節劑化合物是一種NMDA拮抗劑。
[0025]納米結構通常可以是任何類型的納米結構。在一個實施例中，納米結構通常可以是任何類型的納米顆粒。納米顆粒的實例包括金屬納米顆粒，諸如金納米顆粒、銀納米顆粒和鐵納米顆粒。其他實例包括半導體納米顆粒、核-殼納米顆粒、具有聚合物殼的無機核，或具有聚合物殼的有機核。可替代地，納米顆粒可以是一種有機納米顆粒，諸如交聯聚合物、水凝膠聚合物、生物可降解聚合物、聚交酯(PLA)、聚乙交酯(PGA)、聚己酸內酯(PCL)、共聚物、多糖類、淀粉、纖維素、殼聚糖、聚羥基烷酸酯(PHA)、PHB、PHV或其組合。
[0026]金剛烷化合物通常可以是任何金剛烷化合物。金剛烷化合物是基于一種以扶手椅構型安排的四個相連環己烷環的核心結構。金剛烷具有CiqH16的化學結構。美金剛是一種具有化學名稱3，5_ 二甲基金剛烷-1-胺的金剛烷化合物。美金剛可以是通過其伯氨基團容易地共軛或連接到其他部分上。美金剛被銷售用于治療阿耳茨海默病和癡呆。金剛乙胺是可以通過其伯氨基團容易地共軛或連接到其他部分上的另一種金剛烷化合物。金剛乙胺具有化學名稱(RS)-l-(l-金剛烷基)乙胺。
[0027]匪DA拮抗劑通常可以是任何類型的NMDA拮抗劑，包括但不限于APV(R-2-氨基-5-膦酰戊酸)、AP7 (2-氨基-7-膦酰庚酸)、阿托西汀、金剛胺、AZD6765、CPPene (3_[ (R)_2_羧基呢嘆-4-基]-丙基-2-稀基-1-膦酸)、德蘆西明、右奧沙屈、稀丙右嗎喃(Dextral 1rphan)、右美沙芬、右啡燒、Diphenidine、地佐環平、依利羅地、乙環利定、乙苯惡啶、加環利定、HU-211、伊博格堿、氯胺酮、Methoxetamine、麥索克斯啶(Methoxydine)、尼拉密山(Neramexane)、苯環利定、略環利定、替諾環定、替來他明、瑞馬西胺、瑞馬西胺、鉤藤堿、塞福太。
[0028]納米結構可以是直接連接到調節劑化合物上，或可以是通過一個接頭間接連接。該連接可以典型地是共價的，但非共價連接也是可能的。該接頭通常可以是任何類型的接頭并且可以具有任何長度。接頭的一個實例是聚乙二醇(PEG)。其他接頭包括聚乳酸(PLA)、聚(亞烷基二醇)、聚(乙氧基化多元醇)、聚(烯烴醇)、聚(乙烯吡咯烷酮)、聚(羥烷基甲基丙烯酰胺)、聚(甲基丙烯酸羥烷酯)、聚(糖)、聚(α_羥基酸)、聚(乙烯醇)、聚磷腈、聚噁唑啉、聚(N-丙烯酰嗎啉)、聚(丙烯酸)、羧甲基纖維素、透明質酸、羥丙基甲基纖維素以及其共聚物、三元共聚物和混合物。接頭通常可以是任何幾何形狀或形式，諸如線性形式(例如，烷氧基PEG或雙官能團PEG )、分支或多臂形式(例如，叉狀PEG或附接到多元醇核心上的PEG)、側鏈PEG，或其中具有可降解鍵的PEG。在一個實施例中，接頭是一種線性接頭。
[0029]調節劑化合物可以是通常通過任何類型的鍵來連接到納米結構或接頭上。鍵的實例包括醚鍵、酯鍵、酰胺鍵、烯鍵、炔鍵或其組合。其他實例包括雜原子、-亞烷基-、-O-亞烷基_0_、_亞燒基-O-亞燒基-、-芳基_0-、-0_芳基-、(-0-亞燒基-)m、(-亞燒基_0_)m鍵(其中m是1-1000)、硫醚、亞胺、二硫化物、金屬-有機鍵、螯合作用、離子鍵、靜電鍵、氫鍵或其組合。
[0030]納米結構軛合物通常可以含有連接到每個納米結構上的任何數目的調節劑化合物。一個實例是約5至約200個調節劑化合物連接到每個納米結構上。具體實例是約5、約6、約7、約8、約9、約10、約20、約30、約40、約50、約60、約70、約80、約90、約100、約110、約120、約130、約140、約150、約160、約170、約180、約190、約200，以及這些值中任意兩個值之間的范圍(包括端點)，或高于這些值中任意一個值的范圍。
[0031 ]納米結構軛合物通常可以具有任何平均流體動力學直徑。在一個實施例中，平均流體動力學直徑是至少約5nm。在另一個實施例中，平均流體動力學直徑等于或小約150nm。在另一個實施例中，平均流體動力學直徑是約5nm至約150nm或約20nm至約40nm。流體動力學直徑的具體實例包括約5nm、約10nm、約25nm、約50nm、約75nm、約lOOnm、約125nm、約150nm，以及這些值中任意兩個值之間的范圍(包括端點)。在一些實施例中，納米結構軛合物可以具有大于突觸間隙開口的平均流體動力學直徑。在其他實施例中，納米結構軛合物可以具有約5nm至約150nm或約20nm至約40nm的至少一個流體動力學尺寸大小。
[0032]—個附加實施例涉及制備上述納米結構軛合物的方法，這些方法包括將至少一個納米結構連接到至少一個調節劑化合物上。在一些實施例中，該連接可以包括在納米結構與調節劑化合物之間形成一個共價鍵。在其他實施例中，該連接可以包括在納米結構與接頭之間形成一個共價鍵，并且在接頭與調節劑化合物之間形成一個共價鍵。
[0033]另一個實施例涉及抑制突觸外蛋白的方法，這些方法包括使突觸外蛋白與具有約5nm至約150nm或約20nm至約40nm的平均流體動力學直徑的納米結構軛合物接觸。在一些實施例中，納米結構軛合物可以具有大于突觸間隙開口的平均流體動力學直徑。在一些實施例中，納米結構軛合物不抑制突觸蛋白。納米結構軛合物通常可以是任何上述納米結構軛合物。在一個實施例中，突觸外蛋白可以是一種NMDA受體。
[0034]抑制突觸外蛋白的其他方法可以包括使突觸外蛋白與其具有約5nm至約15Onm或約20nm至約40nm的平均流體動力學直徑的措抗劑接觸。在一些實施例中，措抗劑不抑制突觸蛋白。在一個實施例中，突觸外蛋白可以是一種NMDA受體。
[0035]另一個實施例涉及治療患有醫學病狀的動物的方法，該方法包括:向該動物給予一種納米結構軛合物，該納米結構軛合物包含連接到至少一個調節劑化合物上的至少一個納米結構;其中該醫學病狀是各種病理學病狀中的任一種病狀，包括但不限于，阿耳茨海默病:帕金森氏病;肌萎縮性側索硬化;亨廷頓氏病;化療誘導型神經病變;年齡相關性大腦功能障礙;唐氏綜合征;孤獨癥;阿斯伯格綜合征;雷特氏綜合征;脆性X染色體綜合征;科爾薩科夫氏病;腦性癱瘓;癲癇和其他癲癇發作病;情感障礙;睡眠障礙;創傷性腦損傷、腦病和其他創傷相關性損傷或疾病;精神分裂癥和其他精神性失常;疼痛、神經性疼痛、痛覺過敏和傷害感受失調;成癮病癥;多發性硬化癥和其他自身免疫性疾病。該病狀還可以是局部缺血;神經元再灌注損傷；神經元創傷或出血;神經元感染；中風;神經元暴露于毒性物質；青光眼和其他眼病;催吐病癥和病狀；由大腦放射治療導致的副作用;血管性癡呆，或HIV相關性癡呆。納米結構軛合物通常可以是任何上述納米結構軛合物。該動物通常可以是任何動物。動物的實例包括哺乳動物、靈長類動物、人類、狗、貓、小鼠、大鼠、母牛、馬以及豬。納米結構軛合物通常可以任何有效方式遞送。給予方法的實例包括鼻內遞送、腹膜內遞送、間質遞送、腦內、鞘內、經顱、硬膜外、經由大腦淋巴、玻璃體內、經耳、通過吸入、靜脈內藥物遞送或其組合。
[0036]另一個實施例涉及治療患有醫學病狀的動物的方法，該方法包括:向該動物給予一種具有約5nm至約150nm或約20nm至約40nm的平均流體動力學直徑的NMDA措抗劑;其中該醫學病狀是各種病理學病狀中的任一種病狀。
[0037]另一個實施例涉及治療患有醫學病狀的動物的方法，該方法包括:向該動物給予一種納米結構軛合物，該納米結構軛合物包含連接到至少一種調節劑化合物上的至少一個納米結構，具有約5nm至約150nm或約20nm至約40nm的平均流體動力學直徑；其中該醫學病狀是各種病理學病狀中的任一種病狀。
[0038]實例
[0039]實例1:化學合成
[0040]通過用檸檬酸鹽還原氯金酸(HAuCL4);比利時赫爾的愛克龍有機產品公司(AcrosOrganics))來合成金NP。簡言之，用500mL另外的水稀釋1mL Mi 11 i_Q( 18.20hm)水中的197mg HAu⑶并且將其加熱至劇烈沸騰。快速添加50mL 13.7mg/mL三水合檸檬酸鈉(美國密蘇里州圣路易斯市的西格馬公司(Sigma St.Louis，M0，USA))并且繼續煮沸30分鐘。將在520nm處具有吸收峰的所得Au NP溶液冷卻至室溫。通過標稱摩爾比為4:1的甲氧基:羧酸酯用甲氧基或羧酸酯封端的硫醇改性的PEG的混合物來置換檸檬酸鹽殼。使用在520nm處的等離子體激元峰，通過等分試樣的吸光度測量值來表征合成產率。使用1.97x 18M-1Cnf1的消光系數來計算Au NP的濃度。為了確定它們的直徑，通過將稀釋的水溶液沉積到碳涂層網格上，隨后進行毛細作用并且在氮氣流中干燥，經由透射電子顯微術(TEM)來分析至少50個AuNP。
[0041 ] 實例2:共軛
[0042]用95%乙醇以24mg/mL制備2kDa的HS-PEG-C00H(德國圖賓根拉普聚合物公司(Rapp Polymere ； Tuebingen ,Germany))，并且以9mg/mL制備3kDa的HS-PEG_0CH3(拉普聚合物公司)。各取400yL進行預混合并且與10mL檸檬酸金組合，進行圖1中的反應(i)。第二天，使用具有10kDa分子量截留的艾美康恩(Amicon)離心過濾器將PEG涂覆的Au NP從游離配體中純化(用0.1X PBS洗滌)并且濃縮至2mL(520nm處的200光學密度(0.D.))。隨后進行藥物分子的EDC偶聯。將美金剛HCl、金剛胺HC1、葡糖胺、氨基-PEG-OCH3Mff 750(美國密蘇里州圣路易斯市的西格馬公司)各自溶解在2-(N-嗎啉代)乙磺酸緩沖液(MES，0.1M，用NaOH調至PH 4.3)中。葡糖胺由于其相似大小和用于附接的官能團以及可能由不同類別的受體識別而得到使用。
[0043]將10yL EDC(在MES中30mg/mL)添加至300yL Au NP并且溫育2分鐘。然后添加100yL在MES中的N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)。5分鐘后，將10yL胺類藥物(在水中70mM)組合并且偶聯進行I小時。為了升高PH并且加速反應，添加25yL碳酸鹽緩沖液(7.5%溶液，pH 9.3;美國紐約市格蘭島吉畢科公司(Gibco ;Grand Island，NY，USA))。I小時后，添加各50yL多的EDC和NHS溶液并且溫育過夜。在21000轉速下將Au NP產物沉淀兩次并且用IX PBS(含有濃度為0.005 %w/w的吐溫20)洗滌，并且在40C下存儲過夜。第二天，使用20kDa Slide-a-Lyzer(美國伊利諾斯州洛克福特的皮爾斯公司(Pierce ;Rockford，IL，USA))在IX I3BS(無吐溫20)中進行廣泛的透析，其中經過48小時更換三次緩沖液。將Au NP產物以DPBS (美國馬薩諸塞州沃爾瑟姆海克隆公司(取(3101^;胃&1訪&111，1^，1^4))稀釋到27至2000.0.并且過濾(0.22μπι;美國馬薩諸塞州比勒利卡密理博公司(Millipore ;Billerica，MA，USA))。
[0044]使用Zetasizer Nano (英國伍斯特郡馬爾文的馬爾文儀器公司(Ma I vernInstruments;Malvern ,Worcestershire，UK))進行動態光散射(DLS)。將一個Au-PEG-美金剛樣品稀釋在磷酸鹽緩沖鹽水(美國紐約市格蘭島吉畢科公司)中。Z平均流體動力學半徑通過軟件指示。在無菌過濾并且在4°C下存儲在密封埃彭道夫管后，Au-Mem溶液穩定至少幾個月。容器壁上的輕微沉降和吸附可以通過簡單的超聲處理來逆轉。
[0045]為了量化能夠附接至12-nm Au NP的近似分子數目，使用硫醇-PEG-胺(3kDa，拉普聚合物公司)代替硫醇-PEG-羧酸酯。不是使金-COOH反應，而是將金-NH2與胺活性染料俄勒岡綠488琥珀酰亞胺基酯(0R488，生命科技公司(Life Technologies))反應。在將0R488共軛至Au NP來代替藥物并且純化最終產物后，使用二硫蘇糖醇置換染料分子，并且通過熒光強度的測量值來表征其數目。
[0046]通過在21000轉速下離心Au-Mem來去除游離美金剛，然后再分散在I3BS中，并且在幾個循環之間轉移到新管中。以至少50倍的純化因子進行最少五個循環，該純化因子由初始體積除以移除上清液后的體積而得到。最終產物據估計具有小于20nM的游離美金剛濃度。
[0047]實例3:細胞培養
[0048]由El6新生大鼠制得原代大腦皮層培養物并且在12-mm玻璃蓋玻片上生長。簡言之，從I至2天大的大鼠切下皮質并且進行酶處理(木瓜蛋白酶，200U/ml;30分鐘，37°C)。在極限必需培養基(MEM;美國紐約市格蘭島吉畢科公司)中機械離解后，將細胞鋪在培養瓶中并且在37 °C下在濕潤的5 % C02/95 %空氣氣氛下生長。
[0049]實例4:電生理記錄
[0050]從在體外14天后的神經元進行全細胞電壓鉗記錄。細胞外溶液包含:135mMNaCU2.5mM KCl、2mM CaCl2、0-0.0lmM MgCl2、lmM NaHC03、0.34mM Na2HPOh0.44mM KH2P04、20mM葡萄糖、1mM Hepes，pH 7.4。具有4_7MΩ最終端阻力的貼片電極填充有一種含有以下各項(以mM計)的溶液:120mM CsCl、20mM氯化四乙銨(TEA-C1 )、1mM Hepes、2.25mM EGTA、lmMCaCl2、2mM MgCl2、0.001mM鬼筆環肽，pH 7.4。使用?0^1^ 10軟件(美國加州森尼維爾市的美谷分子儀器公司(Molecular Devices；Sunnyvale，CA，USA))進行數據采集和分析。在室溫下使用Axopatch 200B放大器(美國加州森尼維爾市的美谷分子儀器公司)以-70mV保持電位來進行所有的記錄。在10_20kHz下數字采樣電流并且在2-5kHz下過濾。
[0051 ] 使用Digidata 1322界面和pClamp 10.1軟件來獲取電流。所有記錄均在室溫下在-70mV保持電位下進行。細胞外溶液含有以下各項:137mM NaCl、ImM NaHCO3、0.34mMNa2HP04、5.36mM KCl、0.44mM KH2P04、3mM CaCl2、5mM HEPES、22.2mM葡萄糖、0.0ImM甘氨酸以及0.003mM馬錢子堿，pH調節至7.2。細胞內溶液含有以下各項:120mM CsCl、20mM氯化四乙銨、1mM HEPES、2.25mM EGTA、lmM CaCl2、2mM MgCl2、4mM MgATP、0.3mM GTP以及1mM磷酸肌酸，pH調節至7.2。
[0052]使用Digidata 1322界面和pClamp 10.1軟件來獲取電流。所有記錄均在室溫下在-70mV保持電位下進行。細胞外溶液含有137mM NaCUlmM NaHCO3、0.34mM Na2HPO^
5.36mM KCl、0.44mM KH2P04、3mM CaCl2、5mM HEPES、22.2mM 葡萄糖、0.0lmM 甘氨酸以及
0.003mM馬錢子堿，pH調節至7.2。細胞內溶液含有120111]\1 CsCl、20mM氯化四乙銨、1mMHEPES、2.25mM EGTA、lmM CaCl2、2mM MgCl2、4mM MgATP、0.3mM GTP以及1mM磷酸肌酸，pH調節至7.2。
[0053]自發性NMDAR介導型sEPSC通常表現為突發，其中每個突發由多個EPSC組成。因此，總“電荷轉移”可以用作NMDAR介導型sEPSC的大小的指示物，因為此參數含有關于振幅和頻率的信息。為了進行NMDAR介導型sEPSC的分析，首先，排除sEPSC的初始瞬態分量。此分量表示Na+和/或AMPA介導的電流，并且可以使用時間間隔方法容易地分離。然后，測定每個NMDAR介導型sEPSC從第一個NMDAR介導型sEPSC的峰開始并且繼續到基線的電荷轉移值，在大多數分析的sEPSC中這耗時約2秒。隨后地，將針對每個條件的單個突發過程中轉移的電荷總量歸一化為用于相同細胞的對照值。此外，在約100秒的記錄時間過程中針對每種實驗條件計算NMDAR介導型sEPSC的頻率和振幅。通過對每個突發中的最大NMDA介導的電流的振幅取平均值來計算平均振幅。為了檢驗在平衡下的自發性突觸活動，從分析中排除每種藥物應用的初始10秒。針對每個細胞進行所有參數的歸一化以便抵消神經元之間的實驗變數。將數據表示為平均值土 SEM，并且使用學生t-檢驗(Studeni/ s t_test)進行成對比較，以確定統計顯著性。
[0054]實例5:統計分析
[0055]將數據表示為平均值土SEM。當適合時，使用單向ANOVA并使用斯圖登特-紐曼-柯爾斯(Student-Newman-Keuls) (SNK)事后檢驗來解釋結果。用學生t-檢驗來評估基因型/治療之間的成對比較。差異被認為是統計學上顯著的，P〈0.05。
[0056]實例6:樹突棘分析
[0057]使用接口方法將Thyl-YFPH轉基因小鼠(8-10天大)用于制備器官型海馬趾切片。在異氟烷麻醉下切下大腦，并且在含有以下各項的冰冷解剖緩沖液中收集350μπι厚的海馬趾切片:212mM蔗糖；3mM KCl；5mM MgCl2；0.5mM CaCl25ImM NaH2PO4；26mM NaHCO3;以及1mMD-葡萄糖。將解剖緩沖液用95%v/v 02/5%v/v CO2鼓泡。將切片轉移到Millicell細胞培養插入物(美國馬薩諸塞州比勒利卡密理博公司)上并且將其放置在含有以下各項的培養基I中:伊格爾極限必需培養基[50%(v/v)]、馬血清[25%(v/v)]、伊格爾平衡鹽溶液[18%(v/v)]、D-葡萄糖(32-35mM)、H印es(25mM)、谷氨酰胺(2mM)、兩性霉素B(2.5μg/mL)以及硫酸鏈霉素(100yg/mL)。在24小時后，將培養基更換成具有相似組成但含有較低濃度馬血清[5%(v/v)]的培養基2，并且然后每2-3天替換一次。將切片暴露于含有500nM寡聚體、ΙΟμΜ美金剛或50nM Au-Mem的低聚化Αβ?-42肽中10天，相應地用每種培養基替換液進行補充。如下評估樹突棘密度:將切片固定在4 %多聚甲醛中，并且使用SI ideBook軟件通過去褶合顯微術來獲取YFP表達細胞的圖像。對于YFP表達神經元(對于每種條件n>5)，隨機選擇至少30μπι長的兩個不同的二級或三級樹突領域并且使用SlideBook軟件進行分析。
[0058]實例7:用于選擇性抑制eNMDAR的混合納米結構
[0059]選擇美金剛用作一種匪DAR拮抗劑并且出于“膨脹”NMDA拮抗劑的目的使用12_nmAu NP。美金剛經由聚乙二醇(PEG)接頭附接到Au NP上(圖2)。
[0060]用于將美金剛附接到AuNP上的第一種方法:將一種甲氧基封端的PEG硫醇和羧酸封端的PEG硫醇的混合物固定在Au核心上，隨后將美金剛(Mem)的伯胺酰胺偶聯到PEG的羧酸酯基團上。用于將美金剛附接到Au NP上的第二種方法:將美金剛-PEG-硫醇直接偶聯到Au NP上，其中甲氧基封端的PEG硫醇用作填料。通過改變美金剛攜帶的PEG分子與甲氧基封端的PEG硫醇的比率可以改變一個NP上的美金剛分子數目。例如，對于1:4比率，據估計Au-Mem攜帶大約50個美金剛分子。所得的Au-PEG-美金剛納米結構具有35nm的流體動力學半徑，如通過動態光散射測量所確定的。
[0061 ] 實例8:藥理作用的確認
[0062]為了評估它們的藥理學特性，使用膜片鉗全細胞記錄在大腦皮層神經元中評估Au-Mem對匪DAR介導的電流的影響。當在缺乏匪DA下應用時，1nM Au-Mem對隨后引發的NMDA電流無影響，這表明Au-Mem不與閉合的NMDAR相互作用。當在飽和濃度(200μΜ)的NMDA存在下應用時，Au-Mem(10nM)阻斷62.55 ±9.72% (n= 15)NMDA介導的離子電流(圖3Α)。在相同的實驗條件下，50nM的Au-葡糖胺和Au-PEG對NMDAR無影響(η = 5)(圖3B、圖3C)。這些結果通過成像實驗(η = 5)在多于500個神經元中得到確認，這些成像實驗監測由于應用NMDA和上述納米結構軛合物而引起的鈣流入變化。這些發現表明a)共軛不影響美金剛作為一種開口通道NMDAR拮抗劑的藥理特性;b)PEG接頭用于將美金剛分子共軛至Au NP的特性(即，柔性和長度)允許它們無阻礙地訪問NMDA通道孔內部的結合位點；c)通過一種共軛的拮抗劑分子而不是通過Au NP或其聚合物涂層來單獨地確定一種完全組裝的納米結構的藥理特性。
[0063]如在Au-Mem的存在下通過自發興奮性突觸后電流(sEPSC)的全細胞膜片鉗記錄所確定的，Au-Mem對大腦皮層神經元的突觸活動無顯著影響，而ΙΟμΜ游離美金剛確實阻斷該突觸活動(圖4Α、圖4Β)。使用時間間隔的策略，通過排除由AMPA谷氨酸受體介導的sEPSC的初始瞬態分量來進行匪DAR介導的sEPSC分量的分析。在Au-Mem和美金剛存在下證明的NMDAR介導的sEPSC的歸一化總電荷、頻率和振幅的詳細分析(圖4C-圖4E)證實Au-Mem不能夠抑制sNMDAR。如上所述，考慮到Au-Mem是一種高效的NMDAR活動抑制劑，缺乏NMDAR的抑制意味著Au-Mem簡單地不能觸及sNMDAR。因此，這些新穎的Au-Mem可以阻斷除sNMDAR之外的所有NMDAR，因此滿足開發一種將保持sNMDAR活動的子型選擇性NMDAR拮抗劑的最初目的。
[0064]為了評估Au-Mem抑制匪DAR的有效性，將不同濃度的Au-Mem應用到完全激活的NMDAR(在200yNMDA和10μ甘氨酸存在下)上，并且構建劑量反應曲線。Au-Mem的希爾系數是約I，預期是一個孔阻斷劑。Au-Mem的半數抑制濃度(IC5Q)是約20ηΜ，這使得Au-Mem在阻斷NMDAR方面比單獨的美金剛(IC5q約ΙμΜ)更有效50倍。Au-Mem如此高的表觀親和力可能是因為a)存在駐留于Au-美金剛NP上的多個美金剛分子，并且b)在抑制匪DAR的美金剛分子從WDAR分離后，立即可利用靠近一個NMDAR的多個美金剛分子，這導致微空間中的美金剛濃度增大。
[0065]實例9:用于阿耳茨海默病
[0066]突觸損失是將阿耳茨海默病的神經病理學與認知降低連接的基本特征。已知可溶性淀粉樣蛋白β(Αβ)寡聚體在海馬趾切片中產生突觸抑制。先前已經確定，eNDEAR介導Αβ誘導的信號傳導途徑，從而導致突觸脊柱損失。因此，預期eNMDAR的抑制將破壞這些神經變性路徑并且預防即使在Αβ寡聚體存在下的突觸損失。在ΙΟμΜ美金剛和50nM Au-Mem存在或不存在下，用5μΜ Αβ寡聚體將來自YFP小鼠的器官型海馬趾切片處理10天。使用定量熒光成像，確定Au-Mem在防止Αβ寡聚體對突觸樹突棘的有害影響方面的作用比游離美金剛顯著更好(圖5) ο
[0067]實例10:含有金剛胺的納米結構
[0068]還可以制備含有金剛胺(1-金剛烷基胺)的納米結構，該金剛胺是一種結構上類似于美金剛的NMDA拮抗劑。
[0069]實例11:混合納米結構至大腦的遞送
[0070]混合納米結構可以經由多種不同途徑遞送至大腦，諸如鼻內遞送、腹膜內遞送、間質遞送等等。為了有助于藥物遞送至大腦的具體途徑，混合納米結構可以經由共軛另外的分子來導致到大腦的靶向和/或滲透增強，從而經受一種對于其表面特性的途徑特異性優化。
[0071]在以上詳細說明中參考了形成本說明的一部分的附圖。在圖中，相似的符號典型地標識相似的部件，除非上下文另外規定。在詳細說明、附圖以及權利要求書中所描述的說明性實施例并不意在進行限制。可以使用其他實施例，并且可以做出其他改變，而不偏離在此呈現的主題的精神或范圍。將易于理解的是，如在此總體描述且在附圖中說明的，本披露的這些方面能以多種多樣不同的配置進行安排、取代、組合、分離以及設計，它們全部在此都是明確預期的。
[0072]本披露不限于在本申請中所描述的具體實施例，這些具體實施例旨在舉例闡述不同方面。可以作出許多改進和變化而不背離其原理和范圍，這對本領域技術人員是明顯的。除了在此列舉的方法和儀器，本披露范圍內的在功能上等效的方法和儀器對于本領域技術人員通過以上描述將是清楚的。這樣的修改和變型預期屬于所附權利要求書的范圍之內。本披露僅由所附權利要求，連同這些權利要求所授權的全部等同物范圍來限定。應了解本披露不限于特定方法、試劑、化合物、組合物或生物系統，當然這些可以變化。也應了解，在此使用的術語僅出于描述特定實施例的目的，并且并不旨在是限制性的。
[0073]除非上下文另外清楚地指示，否則如在本文件所使用的單數形式“一個/種(a/an)”和“該”包括復數指示物。除非另外限定，否則在此所使用的所有技術術語和科學術語均具有與本領域普通技術人員通常理解的相同的含義。在本披露中沒有任何內容被解釋為承認在本披露中所描述的實施例無權憑借現有發明而先于此種披露。如在本文件所使用的，術語“包含”的意思是“包括但不限于”。
[0074]盡管以“包括”各種組分或步驟(解釋為“包括，但不限于”的意思)的措辭描述了不同組合物、方法和裝置，這些組合物、方法和裝置也可以“主要由各種組分和步驟組成”或“由各種組分和步驟組成”，并且此術語應當解釋為定義了基本上封閉的成員組。
[0075]關于在此使用基本上任何復數和/或單數術語，那些本領域技術人員可以根據上下文和/或應用的需要將復數翻譯成單數和/或將單數翻譯成復數。為了清晰起見，可以在此清晰地列出各種單數/復數的轉換。
[0076]本領域技術人員將理解，一般而言，在此所使用的術語，尤其是在所附權利要求書中的術語(例如，所附權利要求書的主體)通常意指“開放性的”術語(例如，術語“包含(including)”應當被解釋為“包含但不局限于”，術語“具有”應當被解釋為“具有至少”，術語“包括(includes)”應當被解釋為“包括但不限于”等等)。本領域的普通技術人員將進一步理解的是，如果意指特定數目的所介紹的權利要求陳述，那么將在該權利要求中明確陳述這種意圖，并且在缺乏這類陳述的情況下，不呈現這種意圖。例如，為了有助于理解，以下所附權利要求書可以包含介紹性短語“至少一個”和“一個或多個”的使用，用來介紹權利要求陳述。然而，此類短語的使用不應當解釋為意指經由不定冠詞“一個”或“一種”介紹權利要求陳述將任何含有此類介紹的權利要求陳述的具體權利要求限制于僅含有一個這種陳述的實施例，即使在相同的權利要求包括介紹性短語“一個或多個”或“至少一個”以及不定冠詞例如“一個”或“一種”(例如，“一個”和/或“一種”，也應當解釋為表示“至少一個”或“一個或多個”)的時候也是如此;這對于使用定冠詞來介紹權利要求陳述同樣適用。另外，即使明確地陳述一個介紹的權利要求陳述的特定數目，本領域技術人員將會意識到此陳述物也應當解釋為意味著至少該陳述的數目(例如，僅陳述“兩個陳述”而無其他修飾語意指至少兩個陳述，或兩個或者多個陳述)。此外，在使用類似于“A、B以及C等中的至少一個”的慣例的情況下，通常這樣的句法結構意指在一定意義上本領域技術人員將理解該慣例(例如，“具有A、B以及C中的至少一個的系統”將包括但不局限于僅具有A、僅具有B、僅具有C、同時具有A和B、同時具有A和C、同時具有B和C、和/或同時具有A、B以及C等的系統)。在使用類似于“A、B以及C等中的至少一個”的慣例的情況下，通常這樣的句法結構意指在一定意義上本領域技術人員將理解該慣例(例如，“具有A、B或C中的至少一個的系統”將包括但不局限于僅具有A、僅具有B、僅具有C、同時具有A和B、同時具有A和C、同時具有B和C、和/或同時具有A、B以及C等的系統)。本領域普通技術人員將進一步理解地是，無論是在說明、權利要求書還是在附圖中，實際上呈現兩個或更多個選擇性術語的任何轉折性詞語和/或短語都應當理解為考慮到了包含這些術語之一、這些術語中的任一者或這兩個術語的可能性。例如，短語“A或B”將理解為包含“A”或“B”或“A和B”的可能性。
[0077]此外，當以馬庫什(Markush)組的方式描述本披露的多個特征或方面時，在本領域內的技術人員將會認識到還以該馬庫什組中任一個單獨的成員或多個成員的子組的方式來對本披露進行描述。
[0078]如本領域技術人員將理解，出于諸如就提供書面說明而言的任何和所有目的，在此披露的所有范圍也包括任何和所有可能的子范圍及其子范圍的組合。任何列出的范圍都可以容易被認為已經充分描述并使得同一范圍分成至少相等的二等分、三等分、四等分、五等分、十等分等。作為一個非限制性實例，在此討論的每個范圍可以容易分為下三分之一、中三分之一和上三分之一等。如本領域技術人員還將理解，所有諸如“至多”、“至少”等語言包括所提數值，并且是指可以接著分成如上所討論的子范圍的范圍。最后，如本領域技術人員將理解，一個范圍包括每個獨立成員。因此例如，具有1-3個細胞的組是指具有I個、2個或3個細胞的組。類似地，具有1-5個細胞的組是指具有I個、2個、3個、4個或5個細胞的組，等等。
[0079]各種以上所討論的特征和功能以及其他特征和功能或其替代實施例可以按需要組合到許多其他不同系統或應用中。本領域技術人員隨后可以實現各種當前未預測或未預見的替代實施例、修改、變化或改進，這些各自也將由所披露的權利要求書涵蓋在內。
【主權項】
1.一種納米結構軛合物，包含連接到至少一個調節劑化合物上的至少一個納米結構，該調節劑化合物靶向突觸外位置處的膜蛋白。2.如權利要求1所述的納米結構軛合物，其中該納米結構是一種納米顆粒。3.如權利要求2所述的納米結構軛合物，其中該納米顆粒是金、銀、鐵、氧化鐵、鑭系氧化物、過渡金屬、過渡金屬氧化物、二氧化硅、多孔二氧化硅、半導體、晶體、無定形物、薄層狀物、蛋白質、人血清白蛋白、透明質酸、右旋糖酐、蛋白多糖、硫酸化生物聚合物、羧基甜菜堿聚合物、磺基甜菜堿聚合物、嵌段共聚合物、具有聚合物殼的無機核、具有聚合物殼的有機核、或具有無機殼和聚合物殼的無機核。4.如權利要求1所述的納米結構軛合物，其中該調節劑化合物是一種NMDA受體措抗劑。5.如權利要求1所述的納米結構軛合物，其中該NMDA受體拮抗劑是APV、AP7、阿托西汀、金剛胺、AZD6765、CPPene、德蘆西明、右奧沙屈、烯丙右嗎喃、右美沙芬、右啡烷、Diphen id ine、地佐環平、依利羅地、乙環利定、乙苯惡啶、加環利定、伊博格堿、氯胺酮、Methoxetamine、HU_211、麥索克斯啶、尼拉密山、苯環利定、略環利定、替諾環定、替來他明、瑞馬西胺、瑞馬西胺、鉤藤堿、塞福太。6.如權利要求1所述的納米結構軛合物，其中該調節劑化合物是一種金剛烷化合物。7.如權利要求1所述的納米結構軛合物，其中該金剛烷化合物是美金剛或金剛乙胺。8.如權利要求1所述的納米結構軛合物，其中該納米結構是通過一個共價鍵直接連接到該金剛烷化合物上。9.如權利要求1所述的納米結構軛合物，其中該納米結構是通過一個接頭連接到該金剛烷化合物上。10.如權利要求5所述的納米結構軛合物，其中該接頭是聚乙二醇或聚乳酸。11.如權利要求1所述的納米結構軛合物，其中該納米結構是通過醚鍵、酯鍵、酰胺鍵、烯鍵、炔鍵、硫醚鍵、亞胺鍵、二硫鍵、金屬-有機鍵、螯合作用、離子鍵、靜電鍵、氫鍵或其組合連接到該金剛烷化合物上。12.如權利要求1所述的納米結構軛合物，其中平均約5至約200個金剛烷化合物連接到每個納米結構上。13.如權利要求1所述的納米結構軛合物，具有約5nm至約150nm的平均流體動力學直徑、約5nm至約150nm的至少一個流體動力學尺寸大小或兩者。14.如權利要求1所述的納米結構軛合物，具有大于突觸間隙開口的平均流體動力學直徑。15.—種制備納米結構軛合物的方法，該方法包括將至少一個納米結構連接到至少一個金剛燒化合物上。16.如權利要求15所述的方法，其中該納米結構是一種納米顆粒。17.如權利要求16所述的方法，其中該納米顆粒是金、銀、鐵、氧化鐵、鑭系氧化物、過渡金屬、過渡金屬氧化物、二氧化硅、多孔二氧化硅、半導體、晶體、無定形物、薄層狀物、蛋白質、人血清白蛋白、透明質酸、右旋糖酐、蛋白多糖、硫酸化生物聚合物、羧基甜菜堿聚合物、磺基甜菜堿聚合物、嵌段共聚合物、具有聚合物殼的無機核、具有聚合物殼的有機核、或具有無機殼和聚合物殼的無機核。18.如權利要求15所述的方法，其中該金剛烷化合物是美金剛或金剛乙胺。19.如權利要求15所述的方法，其中該連接包括在該納米結構與該金剛烷化合物之間形成一個鍵。20.如權利要求15所述的方法，其中該連接包括在該納米結構與一個接頭之間形成一個鍵，并且在該接頭與該金剛烷化合物之間形成一個鍵。21.如權利要求20所述的方法，其中該鍵是一個醚鍵、酯鍵、酰胺鍵、烯鍵、炔鍵、硫醚鍵、亞胺鍵、二硫鍵、金屬-有機鍵、螯合作用、離子鍵、靜電鍵、氫鍵或其組合。22.如權利要求15所述的方法，其中平均約5至約200個金剛烷化合物連接到每個納米結構上。23.如權利要求15所述的方法，其中該納米結構軛合物具有約5nm至約150nm的平均流體動力學直徑、約5nm至約150nm的至少一個流體動力學尺寸大小或兩者。24.如權利要求15所述的方法，其中該納米結構軛合物具有大于突觸間隙開口的平均流體動力學直徑。25.—種調節突觸外膜蛋白的方法，該方法包括使突觸外膜蛋白與具有約5nm至約150nm的平均流體動力學直徑、約5nm至約150nm的至少一個流體動力學尺寸大小或兩者的納米結構軛合物接觸。26.如權利要求25所述的方法，其中該納米結構軛合物不抑制突觸受體或離子通道。27.如權利要求25所述的方法，其中這些突觸外膜蛋白是谷氨酸受體、甘氨酸受體、GABA受體、膽堿能受體、阿片樣物質受體、腎上腺素能受體、多巴胺能受體、5-羥色胺受體、組胺受體、神經遞質轉運體、鈣離子通道、鉀離子通道、鈉離子通道、或氯離子通道。28.如權利要求27所述的方法，其中該谷氨酸受體是NMDA受體。29.如權利要求25所述的方法，其中該納米結構是金、銀、鐵、氧化鐵、鑭系氧化物、過渡金屬、過渡金屬氧化物、二氧化硅、多孔二氧化硅、半導體、晶體、無定形物、薄層狀物、蛋白質、人血清白蛋白、透明質酸、右旋糖酐、蛋白多糖、硫酸化生物聚合物、羧基甜菜堿聚合物、磺基甜菜堿聚合物、嵌段共聚合物、具有聚合物殼的無機核、具有聚合物殼的有機核、或具有無機殼和聚合物殼的無機核。30.如權利要求25所述的方法，其中納米結構軛合物包含連接到至少一個抑制劑化合物上的至少一個納米結構。31.如權利要求25所述的方法，其中該納米結構軛合物包含連接到至少一個金剛烷化合物上的至少一個納米結構。32.如權利要求25所述的方法，其中該金剛烷化合物是美金剛或金剛乙胺。33.如權利要求25所述的方法，其中該納米結構是通過一個共價鍵直接連接到該金剛烷化合物上。34.如權利要求25所述的方法，其中該納米結構是通過一個接頭連接到該金剛烷化合物上。35.如權利要求34所述的方法，其中該接頭是聚乙二醇或聚乳酸。36.如權利要求25所述的方法，其中該納米結構是通過醚鍵、酯鍵、酰胺鍵、烯鍵、炔鍵、硫醚鍵、亞胺鍵、二硫鍵、金屬-有機鍵、螯合作用、離子鍵、靜電鍵、氫鍵或其組合連接到該金剛烷化合物上。37.如權利要求25所述的方法，其中平均約5至約200個金剛烷化合物連接到每個納米結構上。38.如權利要求25所述的方法，其中該納米結構軛合物具有約5nm至約150nm的平均流體動力學直徑、約5nm至約150nm的至少一個流體動力學尺寸大小或兩者。39.如權利要求25所述的方法，其中該納米結構軛合物具有大于突觸間隙開口的平均流體動力學直徑。40.—種治療患有醫學病狀的動物的方法，該方法包括: 向該動物給予一種納米結構軛合物，該納米結構軛合物包含連接到至少一個調節劑化合物上的至少一個納米結構并且靶向突觸外位置處的膜蛋白； 其中該醫學病狀是阿耳茨海默病:帕金森氏病;肌萎縮性側索硬化;亨廷頓氏病;化療誘導型神經病變;年齡相關性大腦功能障礙;唐氏綜合征;孤獨癥;阿斯伯格綜合征;雷特氏綜合征;脆性X染色體綜合征;科爾薩科夫氏病;腦性癱瘓;癲癇和其他癲癇發作病;情感障礙;睡眠障礙;創傷性腦損傷、腦病和其他創傷相關性損傷或疾病;精神分裂癥和其他精神性失常;疼痛、神經性疼痛、痛覺過敏和傷害感受失調;成癮病癥;多發性硬化癥和其他自身免疫性疾病；局部缺血;神經元再灌注損傷;神經元創傷或出血;神經元感染；中風；神經元暴露于毒性物質;青光眼和其他眼病;催吐病癥和病狀；由大腦放射治療導致的副作用;血管性癡呆，或HIV相關性癡呆。41.如權利要求40所述的方法，其中這些膜蛋白是谷氨酸受體、甘氨酸受體、GABA受體、膽堿能受體、阿片樣物質受體、腎上腺素能受體、多巴胺能受體、5-羥色胺受體、組胺受體、神經遞質轉運體、鈣離子通道、鉀離子通道、鈉離子通道、或氯離子通道。42.如權利要求40所述的方法，其中該調節劑化合物是一種NMDA拮抗劑。43.如權利要求40所述的方法，其中該調節劑化合物是一種金剛烷化合物。44.如權利要求43所述的方法，其中該金剛烷化合物是美金剛或金剛乙胺。45.如權利要求40所述的方法，其中該納米結構軛合物不抑制突觸NMDA受體。46.如權利要求40所述的方法，其中該納米結構是金、銀、鐵、氧化鐵、鑭系氧化物、過渡金屬、過渡金屬氧化物、二氧化硅、多孔二氧化硅、半導體、晶體、無定形物、薄層狀物、蛋白質、人血清白蛋白、透明質酸、右旋糖酐、蛋白多糖、硫酸化生物聚合物、羧基甜菜堿聚合物、磺基甜菜堿聚合物、嵌段共聚合物、具有聚合物殼的無機核、具有聚合物殼的有機核、或具有無機殼和聚合物殼的無機核。47.如權利要求40所述的方法，其中該納米顆粒是通過一個共價鍵直接連接到該金剛烷化合物上。48.如權利要求40所述的方法，其中該納米顆粒是通過一個接頭連接到該金剛烷化合物上。49.如權利要求48所述的方法，其中該接頭是聚乙二醇或聚乳酸。50.如權利要求40所述的方法，其中該納米顆粒是通過醚鍵、酯鍵、酰胺鍵、烯鍵、炔鍵、硫醚鍵、亞胺鍵、二硫鍵、金屬-有機鍵、螯合作用、離子鍵、靜電鍵、氫鍵或其組合連接到該金剛烷化合物上。51.如權利要求40所述的方法，其中平均約5至約200個金剛烷化合物連接到每個納米結構上。52.如權利要求40所述的方法，其中該納米結構軛合物具有約5nm至約150nm的平均流體動力學直徑、約5nm至約150nm的至少一個流體動力學尺寸大小或兩者。53.如權利要求40所述的方法，其中該納米結構軛合物具有大于突觸間隙開口的平均流體動力學直徑。54.如權利要求40所述的方法，其中該動物是哺乳動物、人類、靈長類動物、狗、貓、小鼠、大鼠、母牛、馬或豬。55.如權利要求40所述的方法，其中該給予包括鼻內遞送、腹膜內遞送、間質遞送、腦內、鞘內、經顱、硬膜外、經由大腦淋巴、玻璃體內、經耳、通過吸入、靜脈內藥物遞送或其組入口 ο
【文檔編號】B82Y5/00GK105848686SQ201480071511
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年11月4日
【發明人】埃琳娜·莫洛卡諾瓦, 亞歷克斯·薩夫欽科, 加里·布朗
【申請人】埃琳娜·莫洛卡諾瓦