一种纳米材料复合物及其抗肿瘤用途的制作方法

本发明属于药物领域，具体涉及一种纳米材料复合物及其抗肿瘤应用。

背景技术：

1、在世界范围内，癌症是一个不可忽视的公共卫生问题，它是人类健康的头号杀手。其中，肝癌造成的严重影响引起了医疗界的密切关注。根据2022年最新的癌症统计，虽然肝癌的新发病率只有2％，但它仍然是几十年来增长最快的癌症，其死亡率占全球癌症患者估计死亡人数的5％。最值得注意的是，肝细胞癌(hcc)是最常见的肝癌类型，占原发性肝癌主要病理类型的85％-90％。

2、肝细胞癌的临床治疗主要包括局部消融、手术切除和药物治疗。虽然切除联合药物治疗已经取得了很大进展，但长期使用化疗药物会产生明显的耐药性，导致临床预后不理想。此外，虽然多数癌症的相对生存率均提高到68％，但是肝细胞癌的5年综合相对生存率仍然仅为20％。因此，现阶段迫切需要制定一种更加有效和稳定的靶向治疗策略。

3、氧化石墨炔(graphdiyneoxide，gdyo)是一种由sp和sp2杂化碳原子组成的二维碳纳米材料，它是由石墨炔(gdy)经浓硝酸氧化炔基而得，其表面由有序的碳氧和碳羟基组成。这些基团对由氢键和盐桥的形成驱动的蛋白质有很高的亲和力，它们表面形成的凹陷为负载小分子药物和基因提供了很大可能性，这使得氧化石墨炔在医药领域具有巨大的应用潜力。

4、索拉非尼是一种多靶点酪氨酸激酶抑制剂，目前被认为是治疗肝细胞癌的首选化疗药物。值得注意的是，索拉非尼不仅是一种激酶抑制剂，也是一种亚铁降解诱导剂，通过抑制胱氨酸转运体slc7a11的表达水平，降低细胞内gsh的含量，可诱导铁下垂。

5、作为一种广谱化疗药物，阿霉素(dox)经亚铁离子修饰后可诱导一种新的细胞死亡形式。dox-fe2+络合物是一种复合药物，其中亚铁离子优先取代dox中的酚氢位置。dox-fe2+可增加肿瘤细胞中不稳定铁池，诱导线粒体过度脂质过氧化。与其他形式的细胞死亡不同，铁下垂是由过量铁引起的脂质过氧化物的异常积累引起的。slc7a11和gpx4基因的调控是铁下垂症的主要分子机制。在富含铁的肿瘤中引发铁下垂是一个具有非凡发展前景的挑战。然而，耐药是化疗失败的重要原因，也是临床应用的主要障碍。已有研究表明，索拉非尼联合双硫仑铜诱导的肝细胞铁下垂增强了肝细胞的敏感性。但这些发现远远不够，目前寻找一种新的治疗策略来提高化疗药物的疗效势在必行。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明包括以下几个方面：

2、本发明的第一方面提供一种抗肿瘤药物，所述药物为靶向slc7a11基因的sirna。

3、优选的，所述sirna为slc7a11-i-1或slc7a11-i-2核苷酸序列，所述slc7a11-i-1的正义链核苷酸序列与seq id no.1具有至少90％的序列同源性；所述slc7a11-i-1的反义链核苷酸序列与seq id no.2具有至少90％的序列同源性；所述slc7a11-i-2的正义链核苷酸序列与seq id no.3具有至少90％的序列同源性；所述slc7a11-i-2的反义链核苷酸序列与seq id no.4具有至少90％的序列同源性。

4、进一步优选的，所述slc7a11-i-1的正义链核苷酸序列与seq id no.1具有至少95％的序列同源性，或者至少98％的序列同源性，或者至少99％的序列同源性；所述slc7a11-i-1的反义链核苷酸序列与seq id no.2具有至少95％的序列同源性，或者至少98％的序列同源性，或者至少99％的序列同源性；所述slc7a11-i-2的正义链核苷酸序列与seq id no.3具有至少95％的序列同源性，或者至少98％的序列同源性，或者至少99％的序列同源性；所述slc7a11-i-2的反义链核苷酸序列与seq id no.4具有至少95％的序列同源性，或者至少98％的序列同源性，或者至少99％的序列同源性。

5、最优选的，所述slc7a11-i-1的正义链核苷酸序列为：5’-ggaagagauucaaguauua-3’(seq id no.1)；所述slc7a11-i-1的反义链核苷酸序列为：5’-ccuucucuaaguucauaau-3’(seq id no.2)。

6、最优选的，所述slc7a11-i-2的正义链核苷酸序列为：5’-cuugcaauauguauaucca-3’(seq id no.3)；所述slc7a11-i-2的反义链核苷酸序列为：5’-gaacguuauacauauaggu-3’(seq id no.4)。

7、本发明的第二方面提供一种抗肿瘤载药纳米材料复合物，其包含经sp94-peg修饰的氧化石墨炔载体和抗肿瘤药物。

8、优选的，所述sp94-peg为多臂聚乙二醇(peg)连接靶向肽sp94，所述靶向肽sp94的序列为nh2-cggsfsiihtpilpl-cooh。

9、优选的，所述抗肿瘤药物包括索拉非尼、sirna和阿霉素与亚铁离子复合物(dox-fe2+)。

10、优选的，所述阿霉素与亚铁离子复合物中阿霉素与亚铁离子的摩尔比为1：3。

11、优选的，所述索拉非尼和阿霉素与亚铁离子复合物(dox-fe2+)的摩尔比为(1:5)-(5:1)。进一步优选的，所述索拉非尼和阿霉素与亚铁离子复合物(dox-fe2+)的摩尔比为(1:3)-(3:1)。最优选的，所述索拉非尼和阿霉素与亚铁离子复合物(dox-fe2+)的摩尔比为1:1。

12、优选的，所述索拉非尼和阿霉素与亚铁离子复合物(dox-fe2+)的重量比为1:1。

13、优选的，所述sirna为靶向slc7a11基因的核苷酸序列。

14、更优选的，所述sirna为slc7a11-i-1或slc7a11-i-2核苷酸序列，所述slc7a11-i-1的正义链核苷酸序列与seq id no.1具有至少90％的序列同源性；所述slc7a11-i-1的反义链核苷酸序列与seq id no.2具有至少90％的序列同源性；所述slc7a11-i-2的正义链核苷酸序列与seq id no.3具有至少90％的序列同源性；所述slc7a11-i-2的反义链核苷酸序列与seq id no.4具有至少90％的序列同源性。

15、进一步优选的，所述slc7a11-i-1的正义链核苷酸序列与seq id no.1具有至少95％的序列同源性，或者至少98％的序列同源性，或者至少99％的序列同源性；所述slc7a11-i-1的反义链核苷酸序列与seq id no.2具有至少95％的序列同源性，或者至少98％的序列同源性，或者至少99％的序列同源性。

16、进一步优选的，所述slc7a11-i-2的正义链核苷酸序列与seq id no.3具有至少95％的序列同源性，或者至少98％的序列同源性，或者至少99％的序列同源性；所述slc7a11-i-2的反义链核苷酸序列与seq id no.4具有至少95％的序列同源性，或者至少98％的序列同源性，或者至少99％的序列同源性。

17、最优选的，所述slc7a11-i-1的正义链核苷酸序列为：5’-ggaagagauucaaguauua-3’(seq id no.1)；所述slc7a11-i-1的反义链核苷酸序列为：5’-ccuucucuaaguucauaau-3’(seq id no.2)。

18、最优选的，所述slc7a11-i-2的正义链核苷酸序列为：5’-cuugcaauauguauaucca-3’(seq id no.3)；所述slc7a11-i-2的反义链核苷酸序列为：5’-gaacguuauacauauaggu-3’(seq id no.4)。

19、优选的，所述肿瘤为肝癌或胰腺癌。

20、更优选的，所述肝癌为人肝细胞癌细胞系huh7或smmc-7721；所述胰腺癌为人胰腺癌细胞系sw1990。

21、本发明的第三方面提供上述载药纳米材料复合物的制备方法，其包括以下步骤：

22、(1)将gdyo粉末与h2n-peg-nh2混合，在混合液中加入edc和n-羟基琥珀酰亚胺，低温搅拌，离心收集深棕色沉淀；

23、(2)将深棕色沉淀用溶剂分散，悬浮液中加入edc和n-羟基琥珀酰亚胺，搅拌后添加sp94短肽粉末，低温继续搅拌，离心后得到连接sp94-peg的氧化石墨炔；

24、(3)将步骤(2)得到的连接sp94-peg的氧化石墨炔用溶剂分散，悬浮液中加入支链pei和edc，搅拌，再加入dox-fe2+和索拉非尼，低温超声处理，搅拌，离心后收集沉淀，冻干，得冻干沉淀物；

25、(4)将步骤(3)得到的冻干沉淀物用溶剂分散，加入sirna，混匀，得到载药氧化石墨炔纳米复合物。

26、优选的，所述步骤(1)中gdyo粉末与h2n-peg-nh2的重量比为1:3。

27、优选的，所述步骤(1)中gdyo粉末与所述步骤(2)中sp94短肽粉末的重量比为4:1。

28、优选的，所述步骤(3)中dox-fe2+制备方法如下：将阿霉素溶于有机溶剂，在阿霉素溶液中加入无水fecl2，混匀，即得。

29、优选的，所述dox-fe2+制备方法中的有机溶剂为dmso。

30、优选的，所述dox-fe2+制备方法中阿霉素溶液的浓度为10mg/ml。

31、优选的，所述dox-fe2+制备方法中阿霉素与fecl2摩尔比为1：3。

32、优选的，所述dox-fe2+制备方法中的混匀时间为30分钟。

33、优选的，所述dox-fe2+和索拉非尼的重量比为1:1。

34、优选的，所述dox-fe2+和索拉非尼的摩尔比为1:1。

35、优选的，所述步骤(4)中按照每1nmol的sirna添加5g冻干沉淀物的比例进行反应。

36、本发明的第四方面提供上述载药纳米材料复合物在制备抗肿瘤药物中的应用。

37、优选的，所述肿瘤为肝癌或胰腺癌。

38、更优选的，所述肝细胞癌为人肝细胞癌细胞系huh7或smmc-7721；所述胰腺癌为人胰腺癌细胞系sw1990。

39、本发明的第五方面提供一种具有协同抗肿瘤作用的药物组合物，其包含索拉非尼和阿霉素与亚铁离子复合物，所述索拉非尼和阿霉素与亚铁离子复合物(dox-fe2+)的摩尔比为(1:5)-(5:1)。

40、优选的，所述索拉非尼和阿霉素与亚铁离子复合物(dox-fe2+)的摩尔比为(1:3)-(3:1)。最优选的，所述索拉非尼和阿霉素与亚铁离子复合物(dox-fe2+)的摩尔比为1:1。

41、优选的，所述阿霉素与亚铁离子复合物中阿霉素与亚铁离子的摩尔比为1：3。

42、优选的，所述dox-fe2+的制备方法如下：将阿霉素溶于有机溶剂，在阿霉素溶液中加入无水fecl2，混匀，即得。

43、优选的，所述dox-fe2+制备方法中的有机溶剂为dmso。

44、优选的，所述dox-fe2+制备方法中阿霉素溶液的浓度为10mg/ml。

45、优选的，所述dox-fe2+制备方法中的混匀时间为30分钟。

46、由于核苷酸序列的特殊性，任何含有所示的slc7a11-i-1或slc7a11-i-2核酸序列或其变体，只要其片段与前述核酸序列同源性在90％以上，且具有相同功能，均属于本发明保护范围之列。此多核苷酸的变体包括取代变异体、缺失变异体和插入变异体。如等位变异体是一个多核苷酸的替换形式，它可能是一个多个核苷酸的取代、缺失或插入，但不会从实质上改变其编码的氨基酸的功能。

47、在本发明合成的载药纳米材料复合物中，氧化石墨炔(gdyo)为载体，负载sp94-peg、dox-fe2+、索拉非尼和sirna进入肝细胞癌细胞进行靶向治疗；sp94-peg具有靶向性，起到体内靶向肝细胞癌的作用；dox-fe2+是化疗药物阿霉素(dox)与亚铁离子的复合物，用于携带亚铁离子进入胞内，增加肿瘤细胞中的不稳定铁池，从而引起癌细胞内发生有效的铁死亡；索拉非尼在癌细胞中可以有效引起细胞内发生铁死亡；sirna可以干扰癌细胞中slc7a11的表达，阻碍了systemxc-受体的转运功能，启动了细胞的铁死亡过程，可用于癌症的精准治疗。

48、本发明的有益效果：

49、1、本发明首次合成了连接sp94-peg并负载索拉非尼、dox-fe2+和sirna的氧化石墨炔超薄纳米片，其可用于癌症(特别是肝癌或胰腺癌)的精准治疗。

50、2、本发明使用的氧化石墨炔是一种纳米片层结构的载药率高、分散性高的载体，与sp94-peg连接后可用于靶向肝癌等癌症。此外，氧化石墨炔框架在体外无明显毒性，表现出特殊的生物相容性和安全性。

51、3、传统化疗药物多柔比星与亚铁离子连接，增加细胞内不稳定铁池，索拉非尼可诱导铁死亡。两种药物联合应用可增强对肝细胞癌细胞的细胞毒性，且具有协同作用。

52、4、sirna-slc7a11可以干扰癌细胞中slc7a11的表达，阻碍了systemxc-受体的转运功能，启动细胞的铁死亡过程，通过这种程序性细胞死亡形式，可以消除癌细胞的耐药性，提高药物治疗效率。