一种肿瘤微环境刺激响应型纳米递送系统及其制备与应用

本发明属于生物医药，具体涉及一种肿瘤微环境刺激响应型纳米递送系统及其制备与其在抗肝癌中应用。

背景技术：

1、随着人类生活水平不断提高，各种社会性疾病频发已成常态。癌症具有致死率高、发病率高等特点，成了威胁人类健康的头号杀手。世界卫生组织在2020年发布的《世界癌症报告》一文中指出：全球癌症发病率在未来20年将同比增加超50%，全世界每年新增癌症患者约1400多万人。肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，hcc）在所有癌症中发病率居第6位，死亡率居第3位，是我国乃至全球最常见的致死性恶性肿瘤之一，世界卫生组织在年度预测基础上估计在2030年将有100多万人死于肝癌。肝癌发病率高，转移性强，预后较差。在hcc治疗取得长足进步的同时，患者的5年总生存期（overall survival，os）并无明显改善。原因包括早期筛查和诊断能力不足、复发和转移发生率高、肿瘤异质性程度高以及免疫抑制的肿瘤微环境。因此，早期筛查、及时诊断、准确预后和预防肿瘤进展对人类健康及生命具有重要意义。

2、熊果酸（ursolic acid，ua）别名乌苏酸或乌索酸，分子式为c30h48o3，相对分子质量为456，是一种公认的具有药理活性及抗癌特性的五环三萜类化合物，广泛分布于自然界中。近年来，ua的药理活性得到了广泛的研究，各种报道表明ua具有抗炎、抗氧化、抗癌等多种生物活性。在癌症治疗方面，ua与许多在细胞信号通路中发挥重要作用的分子靶标相互作用。它不仅能够抑制转化及增殖，更重要的是，它能诱导肿瘤细胞凋亡。目前，已有研究者探究了熊果酸的抗肝癌作用，以寻求治疗肝癌的最有益的方法。中国专利cn 104098645a公开了一种具有抗肿瘤活性的熊果酸吲哚衍生物的制备方法，研究结果表明这种熊果酸吲哚衍生物对两种肝癌细胞株smmc-7721细胞和hepg2细胞具有明显的体外增殖抑制作用；另外，中国专利cn110698533a公开了一种通过熊果酸改造而得的一种熊果酸吲哚醌基类衍生物，该化合物对肝癌细胞具有明显的抑制作用。综上可知，熊果酸可以用于治疗肝癌，且具有较好的效果。

3、碳点（carbon dots，cds）是继碳纳米管、纳米金刚石和石墨烯之后又一种新型碳纳米功能材料，其粒径在2-10 nm，且表面经过有机物钝化处理后具有与传统半导体量子点相媲美的荧光性能，是一种有机-无机杂化材料。cds具有前所未有的生物相容性、优异的水分散性、易于表面功能化以及潜在的光介导的治疗功能，如pdt和ptt，可分别通过细胞毒性活性氧和照射光转化的局部热疗来破坏肿瘤细胞，而pdt可以消除肿瘤耐药和相关的肿瘤复发，这可归因于pdt对耐药蛋白的直接损伤。因此，cds已成为一种有希望同时实现癌症诊断和治疗的候选材料。目前，通过用不同的前体合成了大量的cds，并用于不同的领域，如生物传感和纳米医学等。

4、金属-有机配位纳米递送系统是一种利用有机药物配体与金属离子形成的纳米材料，已应用于生物制药领域。该纳米材料具有适当的尺寸、优良的生物降解性和生物相容性。最近的研究表明，仅依靠弱相互作用自组装的无载体纳米递送系统存在稳定性不足的问题，引入金属离子可以促进药物分子的共组装，显著改善分子间相互作用力，从而提高无载体药物在体内外的稳定性。

5、基于上述背景，本发明构建了一种基于ua、cds和cu2+的共组装的纳米递送系统，该系统借助氢键作用力共组装形成纳米颗粒，并引入化学动力学治疗佐剂铜离子（cu2+）以达到协同化疗-光疗-化学动力学治疗的效果，其可用于“三管齐下”协同抗肝癌，有效改善了单一疗法对肿瘤抑制效果的局限性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于熊果酸的肿瘤微环境刺激响应型纳米递送系统及其制备与应用，其通过氢键作用、配位作用共组装，构筑出碳量子点包覆的兼具化疗-光疗-化学动力学治疗“三管齐下”的协同抗肝癌的共组装纳米递送系统。该纳米递送系统整合了荧光介导的“on-off-on”多疗法联合治疗，可实现高效的肝癌抑制。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种肿瘤微环境刺激响应型纳米递送系统，其是用光敏剂包覆耐药性逆转剂后与化学动力学治疗佐剂共组装制备得到；所述纳米递送系统能通过潜在的增强渗透性和保留（epr）效应在肿瘤部位累积，并具有肿瘤微环境刺激响应性，从而可发挥多效协同抗肿瘤功能。

4、进一步地，所述纳米递送系统的粒径为180 nm。

5、进一步地，所述光敏剂为碳量子点。

6、进一步地，所述耐药性逆转剂为熊果酸。

7、进一步地，所述化学动力学治疗佐剂含cu2+。

8、所述肿瘤微环境刺激响应型纳米递送系统的制备方法包括以下步骤：

9、1）将光敏剂溶于水中，得到溶液a；将耐药性逆转剂溶于甲醇中，得到溶液b；将化学动力学治疗佐剂溶于超纯水，得到溶液c；

10、2）将溶液a与溶液b混合均匀，得到混合溶液d，然后在涡旋状态下将混合溶液d加入至水中，用氮气吹5-10 min以去除甲醇，得到溶液e；

11、3）在涡旋状态下将溶液c加入溶液e混合均匀，经冷冻干燥，即获得所述纳米递送系统。

12、进一步地，步骤1）所得溶液a中光敏剂的浓度为1 μm~1000000 μm；所得溶液b中耐药性逆转剂的浓度为1 μm~1000000 μm；所得溶液c中cu2+的浓度为1 μm~1000000 μm。

13、进一步地，步骤2）中所用溶液a与溶液b的体积比为1:20-20:1，混合溶液d与水的体积比为2:8-1:9。

14、进一步地，步骤3）中所用溶液c与溶液e的体积比为100:1-1:100。

15、所得纳米递送系统能通过epr效应被动靶向到肿瘤部位，一旦进入肿瘤微环境，由于较低的ph和过表达的谷胱甘肽（gsh）和过氧化氢（h2o2）的刺激，该纳米递送系统的光动力治疗、光热治疗和荧光成像等功能会选择性恢复，而在正常组织中其荧光则处于淬灭状态，能明显减少对正常细胞的毒副作用；同时，该递送系统中含有的cu2+不仅能够与内源性h2o2反应产生高毒性的-oh，而且能够显著消耗gsh，同时触发解聚，通过促进放大的氧化应激，从而可提高治疗效果。因此，本发明纳米递送系统可实现化疗、光疗和化学动力学治疗“三管齐下”的协同抗肝癌效果，并达到增效减毒的功效，因而可用于制备抗肝癌药物。

16、本发明的优点在于：

17、（1）本发明所构建的纳米递送系统可以充分利用肿瘤微环境的优势，有效地增强治疗效果，并最小化副作用。

18、（2）本发明所提供的纳米递送系统可实现“1+1+1＞3”的协同抗肝癌作用，增强肝癌杀伤效果。

技术特征：

1. 一种肿瘤微环境刺激响应型纳米递送系统，其特征在于：所述纳米递送系统是用光敏剂包覆耐药性逆转剂后与化学动力学治疗佐剂共组装制备得到，其粒径为180 nm；所述纳米递送系统能通过潜在的epr效应在肿瘤部位累积，并具有肿瘤微环境刺激响应性，从而能够发挥多效协同抗肿瘤功能。

2.根据权利要求1所述的纳米递送系统，其特征在于：所述光敏剂为碳量子点。

3.根据权利要求1所述的纳米递送系统，其特征在于：所述耐药性逆转剂为熊果酸。

4.根据权利要求1所述的纳米递送系统，其特征在于：所述化学动力学治疗佐剂含cu2+。

5.一种如权利要求1所述的肿瘤微环境刺激响应型纳米递送系统的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

6. 根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤1）所得溶液a中光敏剂的浓度为1 μm~1000000 μm；所得溶液b中耐药性逆转剂的浓度为1 μm~1000000 μm；所得溶液c中cu2+的浓度为1 μm~1000000 μm。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤2）中所用溶液a与溶液b的体积比为1:20-20:1，混合溶液d与水的体积比为2:8-1:9。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤3）中所用溶液c与溶液e的体积比为100:1-1:100。

9.一种如权利要求1所述的肿瘤微环境刺激响应型纳米递送系统在制备抗肝癌药物中的应用。

技术总结
本发明公开了一种肿瘤微环境刺激响应型纳米递送系统，属于生物医药技术领域。本发明以碳量子点作为光敏剂，利用碳量子点通过氢键作用包覆耐药性逆转剂熊果酸，而后与含Cu<supgt;2+</supgt;的化学动力学治疗佐剂通过自组装得到所述纳米递送系统。该纳米递送系统能通过EPR效应被动靶向到肿瘤部位，且其具有肿瘤微环境刺激响应性，一旦进入肿瘤微环境，由于较低的pH和过表达的谷胱甘肽（GSH）和过氧化氢（H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;）的刺激，该纳米递送系统的光动力治疗、光热治疗和荧光成像等功能会选择性恢复，因而可实现化疗、光疗和化学动力学治疗“三管齐下”协同抗肝癌的效果，并达到增效减毒的功效，在抗肝癌中显示出广阔的应用前景。

技术研发人员：邵敬伟,赖春梅,徐佳
受保护的技术使用者：福州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16