一种具Aβ蛋白抑制活性的EGCG-Fe/PVP纳米球及其制备方法和应用与流程

文档序号:15083101发布日期:2018-08-04 11:01阅读:744来源:国知局

本发明属于纳米材料制备和生物医学领域,具体涉及一种具aβ蛋白抑制活性的egcg-fe/pvp纳米球及其制备方法与其在抑制淀粉样蛋白聚集中的应用。



背景技术:

阿尔茨海默病(alzheimerdisease,ad),又叫老年性痴呆,是一种中枢神经系统变性病,起病隐袭,病程呈慢性进行性,是老年期痴呆最常见的一种类型,主要表现为渐进性记忆障碍、认知功能障碍、人格改变及语言障碍等神经精神症状,严重影响社交、职业与生活功能。ad的病因及发病机制尚未阐明,特征性病理改变为:β淀粉样蛋白沉积形成的细胞外老年斑和tau蛋白过度磷酸化形成的神经细胞内神经原纤维缠结,以及神经元丢失伴胶质细胞增生等。

大量研究表明aβ在ad发病中起着主导作用。目前针对aβ的神经毒作用的防治措施主要有以下几方面:减少aβ的前体即β淀粉样前体蛋白的量,调节app的裂解,减少aβ的产生;促进aβ的降解和清除;防止aβ的聚集和沉积;阻断aβ作用机制的关键环节等。

表没食子儿茶素没食子酸酯(egcg)具有抗氧化性、清除体内自由基、抗辐射和紫外线、预防心脑血管疾病、调整脂糖代谢、治疗糖尿病、降血脂、抗癌、抗炎、抗突变、抗衰老及改善肝功能等生物活性。此外,egcg还常被用来防止神经退行性疾病,如ad、pd、hd以及肌萎缩性侧索硬化症(amyotrophiclateralsclerosis,als)等。

虽然egcg具有抗氧化、抗衰老、预防神经退行性疾病等特性,但是自由的egcg分子易被氧化、热稳定性差,导致其生物利用度很低。本发明利用egcg易与金属离子配位的特性,对其进行修饰,发展出一种粒径小、易被体内清除、热稳定性高且对aβ蛋白的抑制治疗效果显著的egcg-fe/pvp纳米球,该项目获福建省自然基金(2017j01040)、国家自然基金(21271044)资助支持。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种具aβ蛋白抑制活性的egcg-fe/pvp纳米球及其制备方法和应用,该egcg-fe-pvp纳米球在低浓度时对淀粉样蛋白aβ的抑制率高达百分之三十,且其具有粒径小、易被体内清除、热稳定性高等优点,可作为一种治疗阿尔兹海默病的潜在药物。

为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种具aβ蛋白抑制活性的egcg-fe/pvp纳米球,其是由表没食子儿茶素没食子酸酯(egcg)、fe3+及表面活性剂pvp自组装而成,其制备方法包括以下步骤:

1)将fecl3分散至水中,然后加入pvp,在室温、450rpm条件下混合搅拌1小时;

2)将egcg溶解在乙醇中,再将其加入到步骤1)所得混合溶液中,搅拌反应过夜,产物经透析处理,得到egcg-fe/pvp纳米球。

所用pvp的分子量为10kd。

所用fecl3与pvp的投料质量比为1:3.3~1:6,优选为1:5。

所用fecl3与egcg的投料质量比为1:0.13~1:0.2,优选为1:0.17。

所得具aβ蛋白抑制活性的egcg-fe/pvp纳米球的粒径为2-6nm,在最优质量比条件下,其粒径为3.2±1.2nm,电位为-10mv,其可作为淀粉样蛋白抑制剂,用于抑制淀粉样蛋白aβ的聚集。

egcg存在较多的酚羟基,可以与金属离子fe3+通过强配位作用得到金属-多酚纳米球egcg-fe/pvp。

本发明的显著优点在于:

(1)本发明所得egcg-fe/pvp纳米球粒径小、稳定性高、生物相容性好,并易被体内清除;

(2)本发明首次将多酚与金属离子组装形成egcg-fe/pvp纳米球,并将其应用于淀粉样蛋白聚集的抑制。本发明所得egcg-fe/pvp纳米球在低浓度(2μg/ml)时,对aβ蛋白的抑制率高达30%,可有效降低因淀粉样蛋白聚集所引起的毒性。

附图说明

图1为实施例1所制备egcg-fe/pvp纳米球的zeta电位仪粒径图。

图2为实施例1所制备egcg-fe/pvp纳米球的tem图(a)及粒径分布图(b)。

图3为实施例1所制备egcg-fe/pvp纳米球放置不同时间的光学照片。

图4为实施例1所制备egcg-fe/pvp纳米球在不同浓度下的生物相亲性情况图。

图5为淀粉样蛋白aβ与不同浓度egcg-fe/pvp纳米球一起孵育不同时间所测得的荧光结果图。

图6为淀粉样蛋白aβ与不同浓度egcg-fe/pvp一起孵育48h后的tem图,其中a为aβ(20μm)+0μg/mlegcg-fe/pvp,b为aβ(20μm)+2μg/mlegcg-fe/pvp,c为aβ(20μm)+50μg/mlegcg-fe/pvp;

图7为淀粉样蛋白aβ与不同浓度egcg-fe/pvp一起孵育48h后的afm图,其中a为aβ(20μm)+0μg/mlegcg-fe/pvp,b为aβ(20μm)+2μg/mlegcg-fe/pvp,c为aβ(20μm)+10μg/mlegcg-fe/pvp,d为aβ(20μm)+50μg/mlegcg-fe/pvp。

具体实施方式

为了使本发明所述的内容更加便于理解,下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明,但是本发明不仅限于此。

实施例1

1)将fecl3分散到去离子水中,配成浓度为100mg/ml的fecl3溶液,将pvp(mw=10kd)分散在去离子水中,配成浓度为10mg/ml的pvp溶液;

2)在搅拌条件下,在200μlfecl3溶液中加入10mlpvp溶液,然后将此混合液在室温、450rpm转速条件下搅拌1小时;

3)向上述混合液中逐滴加入1ml含3.36mgegcg的乙醇溶液,搅拌反应过夜,经过24h透析,即得egcg-fe/pvp纳米球。

1.将所得egcg-fe/pvp纳米球加入到去离子中,配制成浓度为1mg/ml的溶液,测其粒径,结果如图1所示。由图1可见,egcg-fe/pvp纳米球的光学粒径约为10nm。

2.将所得egcg-fe/pvp纳米球加入到去离子中,配制成浓度为1mg/ml的溶液,然后滴加到铜网上,待其干燥后,进行电镜扫描,结果如图2所示。由图2可见,透射电镜下egcg-fe/pvp纳米球的粒径为3.2±1.2nm。

3.将所得egcg-fe/pvp加入到去离子中,配制成浓度为1mg/ml的溶液,混匀,然后分别加入到7个1.5ml的ep管中,分别放置1天、3天、5天、7天、15天、20天、30天,观察egcg-fe/pvp的稳定性,结果如图3所示。由图3可见,所得egcg-fe/pvp纳米球的稳定性良好,30天内没发生团聚现象;

4.为了考察egcg-fe/pvp纳米球的生物相亲性情况,以egcg-fe/pvp纳米球对hela细胞的毒性实验为根据。

待hela细胞生长至90%左右进行细胞传代与接种操作,其步骤如下:先将旧培养基去掉,然后加入2mlpbs溶液轻柔清洗,之后加入1ml胰蛋白酶消化细胞1min左右,去除胰酶,加入2mlrpmi-1640培养基停止消化;轻轻吹打细胞制备成细胞原液,取1/4的细胞原液分装入新的培养瓶中,置于37℃培养箱中继续培养。

将hela细胞原液用培养液稀释并分散成hela细胞悬液,其密度为105个/ml,并以每孔104个细胞接种至96孔板中,置于37℃,5%co2的培养箱中培养24h后,移去培养液,加入浓度依次为0、2、10、50、100、200μg/ml的egcg-fe/pvp纳米球培养液,每个浓度设置4个重复孔。培养6h后,清洗2次,加入100μl新鲜培养液继续培养19h后,每孔加入10μl浓度为5mg/ml的mtt,孵育4~6h,小心移去培养液,加入150μldmso,37℃培养15min;测490nm处的吸收值,计算存活率,以评价egcg-fe/pvp纳米球的生物相亲性,结果如图4所示。由图4可见,即使egcg-fe/pvp纳米球在浓度为200μg/ml时,细胞存活率也在80%以上,说明egcg-fe/pvp纳米球的生物相亲性好。

应用实施例1

a)将淀粉样蛋白aβ进行预处理,即将蛋白先用高极性溶剂六氟异丙醇(hfip)溶解,其终浓度为1mg/ml,然后在4℃、450rpm下搅拌2小时,然后经冷冻干燥后,用ph=7.410mmpbs和去离子水重分散,得到浓度为0.25mm的淀粉样蛋白储备液;

b)将实施例1制得的egcg-fe/pvp纳米球与步骤a)制备的淀粉样蛋白储备液按不同比例混合,使所得混合液中蛋白浓度为20μm,纳米球浓度分别为0μg/ml、2μg/ml、10μg/ml、50μg/ml;然后将其分别加入到96孔板中,每孔加入100μl,于振荡器中37℃、150rpm进行振荡。

1.于不同时间分别测定混合溶液中蛋白的荧光(测荧光前,加入100μl100μmtht,10min后,将96孔板置于酶标仪中进行荧光测定),并记录数据;

根据所测得的荧光值计算出egcg-fe/pvp纳米球对蛋白的抑制率,结果如图5所示。

由图5可见,含有egcg-fe/pvp纳米球的蛋白组的荧光值比不含egcg-fe/pvp纳米球的蛋白组的荧光弱,说明egcg-fe/pvp纳米球对蛋白的聚集有一定的抑制效果;且随着egcg-fe/pvp纳米球浓度的增高,抑制效果更强;浓度为2μg/ml、10μg/ml、50μg/mlegcg-fe/pvp纳米球的对aβ的抑制率分别为29.4%、33%、35.3%;

2.两天后,将所得混合溶液滴加到铜网上,静置数分钟,然后用滤纸从铜网边缘吸去多余的液体,滴上负染色液,染色1~2分钟用滤纸吸去负染色液,再用蒸馏水滴在铜网上洗1~2次,待其干燥后进行电镜扫描,结果如图6所示。

由图6可见,不含egcg-fe/pvp纳米球的aβ易聚集形成纤维蛋白,而含有egcg-fe/pvp纳米球的蛋白aβ仅部分聚集形成纤维蛋白,说明egcg-fe/pvp纳米球对aβ的聚集具有抑制效果。

3.两天后,将所得混合溶液进行超滤处理,然后取超滤上清20μl滴加到云母片上,待其干燥后用去离子水清洗1~2次,干燥后进行原子力显微镜(afm)测试,结果如图7所示。

由图7可见,不含egcg-fe/pvp纳米球的aβ聚集形成大量纤维蛋白,而含有egcg-fe/pvp纳米球的蛋白aβ仅有部分聚集形成纤维蛋白,且随着egcg-fe/pvp纳米球浓度的增加,大部分aβ蛋白只形成小颗粒而不是纤维,这进一步说明egcg-fe/pvp纳米球对aβ的聚集具有抑制效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。

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