一种基于植物外泌体的可注射水凝胶及其制备方法和应用

本发明属于生物医药，具体涉及一种基于植物外泌体的可注射水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、传统的纳米药物递送系统通常由药物和载体两部分组成，载药方式包括物理包埋、共价结合和分子间作用力等，这些载药方法大多面临着载体的生物相容性差和载药效率低的挑战。

3、外泌体是细胞分泌的纳米级细胞外囊泡，含有磷脂双分子层的生物膜结构和丰富的蛋白、核酸等内容物。外泌体来源天然，生物相容性良好，是一种安全低毒的药物递送载体，具有广阔的临床应用前景。目前对外泌体的研究主要集中于动物来源的外泌体，提取步骤包括从动物中分离外泌体和富集外泌体，存在着步骤复杂、提取周期长、成本高、产量低等问题。此外，外泌体的载药方式主要为基因工程、电穿孔、共孵育、超声、挤压等，难以同时保证高载药效率和外泌体结构、功能的完整性。因此，如何简化外泌体的提取过程，以及摆脱载药效率对外泌体类药物递送系统的约束成为推动外泌体发展的关键所在。

4、植物外泌体一般指植物细胞分泌的胞外囊泡，与动物外泌体具有相似的组成成分。与动物外泌体相比，植物外泌体具有来源容易获取、提取步骤相对简单、可量产、成本低等优势。另外，已有研究表明，植物外泌体自身既是安全低毒的载体，又可作为具有药理活性的治疗剂，有望实现载体-药物的“二合一”。

技术实现思路

1、针对上述现有技术，本发明提供一种基于植物外泌体的可注射水凝胶及其制备方法和应用。本发明基于植物外泌体表面修饰氧化海藻酸钠构成可注射水凝胶。在植物外泌体表面修饰氧化海藻酸钠，构成ca2+响应的原位可注射水凝胶，多孔层状的凝胶结构具有高效载药的潜力，可以实现药物的长效缓释。基于上述研究，从而完成本发明。

2、具体的，本发明涉及以下技术方案：

3、本发明的第一方面，提供一种基于植物外泌体的可注射水凝胶，其由植物外泌体表面修饰氧化海藻酸钠制备获得。

4、其中，所述植物外泌体可以是由下述其中任意一种外泌体或多种外泌体杂化形成的外泌体：菠菜类囊体膜囊泡、人参外泌体、西柚外泌体、西蓝花外泌体、大蒜外泌体、生姜外泌体、柠檬外泌体、葡萄柚外泌体、茶花外泌体、苹果外泌体、蓝莓外泌体、草莓外泌体、胡萝卜外泌体和槐米外泌体。

5、具体的，所述植物外泌体为人参外泌体和经鸡卵清蛋白(ova)修饰的菠菜类囊体膜囊泡。在本发明中，将该植物外泌体制备获得的植物外泌体水凝胶命名为o-gt@ova。

6、本发明的第二方面，提供上述植物外泌体的可注射水凝胶的制备方法，所述制备方法包括：向植物外泌体中加入氧化海藻酸钠，反应、离心即得植物外泌体水凝胶溶液；进一步的，向所述植物外泌体水凝胶溶液中加入cacl2溶液，即得植物外泌体水凝胶。

7、本发明的第三方面，提供了上述基于植物外泌体的可注射水凝胶在制备药物或药物载体中的应用。

8、具体的，所述药物可以为抗肿瘤药物。

9、更具体的，所述抗肿瘤药物至少具有如下任意一种或多种用途：

10、1)催化过氧化氢分解产生氧气，改善肿瘤微环境的乏氧程度；

11、2)诱导树突状细胞成熟和抗原递呈；

12、3)逆转肿瘤微环境的免疫抑制。

13、本发明的第四方面，提供一种药物，所述药物其至少包含上述基于植物外泌体的可注射水凝胶。

14、本发明的第五方面，提供一种肿瘤治疗的方法，所述方法包括向受试者施用治疗有效剂量上述可注射水凝胶或药物。

15、以上一个或多个技术方案的有益技术效果：

16、1)上述技术方案制备了无小分子化学药、纯生物源性的植物外泌体原位可注射水凝胶，该水凝胶生物相容性良好，药物递送效率高，不受载药量等传统质量指标的约束；

17、2)上述技术方案制备的水凝胶可引起强烈的免疫应答，同时逆转肿瘤微环境的免疫抑制，放大免疫治疗的效果。因此具有良好的实际应用之价值。

技术特征：

1.一种基于植物外泌体的可注射水凝胶，其特征在于，其由植物外泌体表面修饰氧化海藻酸钠制备获得；

2.如权利要求1所述的可注射水凝胶，其特征在于，所述氧化海藻酸钠由海藻酸钠经高碘酸钠氧化制得；所述植物外泌体为人参外泌体和经鸡卵清蛋白修饰的菠菜类囊体膜囊泡，此时，制备获得的植物外泌体水凝胶命名为o-gt@ova。

3.如权利要求1所述的可注射水凝胶，其特征在于，所述人参外泌体的膜蛋白总量、经鸡卵清蛋白修饰的菠菜类囊体膜囊泡的叶绿素总量与氧化海藻酸钠的质量比为4-7:0.1-0.3:10-20。

4.如权利要求3所述的可注射水凝胶，其特征在于，所述人参外泌体采用如下方法制备得到：将人参根破碎榨汁得人参根液，低速离心取上清，超速离心收集沉淀，并使用缓冲液重悬，得到人参外泌体的粗提液；对所述人参外泌体的粗提液使用蔗糖密度梯度法纯化，所得产物经聚碳脂膜反复挤压即得；

5.如权利要求3所述的可注射水凝胶，其特征在于，所述经鸡卵清蛋白修饰的菠菜类囊体膜囊泡采用如下方法制得：

6.权利要求1-5任一项所述植物外泌体的可注射水凝胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：向植物外泌体中加入氧化海藻酸钠，反应、离心即得植物外泌体水凝胶溶液；进一步的，向所述植物外泌体水凝胶溶液中加入cacl2溶液，即得植物外泌体水凝胶。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，当所述植物外泌体的可注射水凝胶为o-gt@ova时，其采用如下方法制得：

8.权利要求1-5任一项所述基于植物外泌体的可注射水凝胶在制备药物或药物载体中的应用。

9.如权利要求8所述应用，其特征在于，所述药物为抗肿瘤药物；

10.一种药物，其特征在于，所述药物其至少包含权利要求1-5任一项所述基于植物外泌体的可注射水凝胶。

技术总结
本发明属于生物医药技术领域，具体涉及一种基于植物外泌体的可注射水凝胶及其制备方法和应用。本发明基于植物外泌体表面修饰氧化海藻酸钠构成可注射水凝胶。一方面，植物外泌体的来源比较容易获得，提取步骤简单，成本低，产量大，与动物外泌体相比具有明显的优势。另一方面，植物外泌体自身既是安全低毒的载体，又是具有药理活性的治疗剂，实现了载体‑药物的“二合一”。在植物外泌体表面修饰氧化海藻酸钠，构成Ca<supgt;2+</supgt;响应的原位可注射水凝胶，多孔层状的凝胶结构具有高效载药的潜力，可以实现药物的长效缓释，因此本发明具有良好的实际应用之价值。

技术研发人员：栾玉霞,杨丽婷,赵凯
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13