一种纳米复合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种纳米复合物及其制备方法以及其在制备化疗药物细胞保护剂中的应用，属于生物技术及生物医用材料技术领域。所述纳米复合物包括富含GC碱基对的寡聚核苷酸和金纳米笼，所述寡聚核苷酸其中一条链的3’端通过巯基与金纳米笼连接，所述寡聚核苷酸中GC碱基对含量大于50％。本发明专利技术提供的纳米复合物Au‑ODN可以通过胞吞作用进入细胞质，可对进入细胞内的化疗药物进行捕获，抑制药物进入细胞核发挥作用。纳米复合物有70～80％可靶向肝脏组织，只有5％左右会进入癌症组织，因此，本发明专利技术的纳米复合物Au‑ODN可用于制备化疗药物细胞保护剂，保护肝脏细胞免受药物毒害，且对化疗药物的抗肿瘤效果没有影响。

A nano composite and its preparation and Application

The invention discloses a nano composite and a preparation method, as well as the application of the nanocomposite in the preparation of a chemotherapeutic drug cell protector, which belongs to the field of biotechnology and biological medical materials. The nanocomposite includes oligonucleotides and gold nanometers rich in GC base pairs. The 3 'end of one of the oligonucleotides is linked to a gold nano cage through a sulfhydryl group, and the content of the GC base pair in the oligonucleotides is more than 50%. The nanocomposite, Au ODN, can enter the cytoplasm by endocytosis, and can capture the chemotherapeutic agents entering the cell and inhibit the effect of drugs into the nucleus. The nano complex can target liver tissue from 70 to 80%, and only about 5% will enter cancer tissue. Therefore, the nanocomplex Au ODN can be used to prepare chemotherapeutic agent, protect the liver cells from drug toxicity, and have no effect on the antitumor effect of chemotherapeutic drugs.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米复合物及其制备方法和应用
本专利技术属于生物技术及生物医用材料
，尤其涉及一种纳米材料及其制备方法、以及其在制备化疗药物细胞保护剂中的应用。
技术介绍
癌症是世界上发病率和死亡率最高的疾病之一。目前国际医学界公认的癌症治疗的方法仍然是传统的化疗和放疗，然而在化疗药物使用的同时，会使机体遭受严重的损伤，如肝、肾衰竭，脱发，消瘦等。近年来随着科学研究的深入，不断有新药进入市场，2015年上市的抗癌药物(Nivolumab)是基于细胞程序性死亡蛋白PD-1设计的小分子药物，在临床试验中取得显著效果，且没有明显副作用，然而这些药物在研发阶段的高成本的投入，使药物的价格较为昂贵。2017年，美国FDA肿瘤药物专家咨询委员会(ODAC)针对诺华CAR-T疗法CTL-019的评估会议上，最终以投票结果一致推荐批准此疗法上市，使为T细胞免疫疗法癌症治疗成为当前研究热点。尽管如此，目前癌症的治疗仍然以化疗为主，多数患者在接受化疗治疗时，同样会遭受严重的副作用，尤其肝脏作为人体重要的解毒器官，在化疗时会首先遭受药物毒性侵害。因此，在实际化疗时，肿瘤抑制同时伴随着正常的器官严重损伤，进而会加剧癌症的患者后期的复发和耐药性等棘手问题，最终导致患者死亡。目前，纳米技术和生物技术交叉学科研究，促成多种基于材料的新型癌症治疗方法，如光热治疗、药物载体等，通过控制载体的尺寸，并在其表面修饰肿瘤特异性识别分子，能提高载体肿瘤部位的药物浓度，提升抑癌效果。然而，采用多种肿瘤靶向策略对纳米材料进行修饰后，仍然有50％甚至更多的药物富集在肝脏中，[YangWang,Invivodual-targetedchemotherapyofdrugresistantcancerbyrationallydesignednanocarrier,Biomaterials,2016,75,71-81]，而富集在肝脏中的化疗药物仍会产生明显肝毒性。因此，如果在化疗前对正常细胞或组织优先保护再实施化疗治疗，在保证药物抗癌效果的同时，保护正常细胞或组织免受化疗药物毒性的损伤，将为解决癌症治疗中的降低化疗副作用提供潜在的应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种细胞保护剂，能够进入细胞质并能捕获进入细胞的化疗药物，保护正常细胞免受化疗药物毒性损伤。为实现上述目的，本专利技术提供了一种纳米复合物，包括富含GC碱基对的寡聚核苷酸和金纳米笼，所述寡聚核苷酸的3’端通过巯基与金纳米笼连接，所述寡聚核苷酸中GC碱基对含量大于50％。作为优选，所述寡聚核苷酸的核苷酸序列为5’-GCAGCTCGAGCGCTGCGCACGCGT-3’，其互补序列为3’-CGTCGAGCTCGCGACGCGTGCGCA-5’；或者为5’-GGGGGGGGGGGGGGGGGGGG-3’，其互补序列为3’-CCCCCCCCCCCCCCCCCCCC-5’。所述寡聚核苷酸的一条链的3’端的碱基上修饰巯基(SH)，修饰后的序列为：5’-GCAGCTCGAGCGCTGCGCACGCGT-SH-3’，3’-CGTCGAGCTCGCGACGCGTGCGCA-5’；或者：5’-GGGGGGGGGGGGGGGGGGGG-SH-3’，3’-CCCCCCCCCCCCCCCCCCCC-5’。作为优选，所述金纳米笼的粒径为50～100nm。本专利技术还提供了一种制备所述纳米复合物的方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)设计合成双链寡聚核苷酸，其中一条链的3’端进行巯基修饰；(2)将巯基修饰的寡聚核苷酸加入到金纳米笼溶液中，孵育，形成所述的纳米复合物。寡聚核苷酸(ODN)通过巯基与金原子的配位，连接到金纳米笼上，制备形成纳米复合物Au-ODN。作为优选，步骤(2)中，金纳米笼与巯基修饰的寡聚核苷酸的摩尔比为1:200～1:500。本专利技术研究表明，1个金纳米笼可以与130～300个ODN分子结合形成纳米复合物Au-ODN，在制备纳米复合物时，应该在相对高的ODN浓度下制备。作为优选，所述金纳米笼溶液为金纳米笼分散于磷酸缓冲液中制得，其浓度为0.1～0.5mg/mL。作为优选，步骤(2)中，孵育时间为4～24h，孵育过程中加入氯化钠，使其终浓度达到0.1M，并不间断地颠倒混匀反应体系。孵育过程中添加的钠离子，有助于增加金纳米笼与ODN的结合效率。本专利技术制备的纳米复合物Au-ODN具有纳米级尺寸，通过细胞胞吞作用进入胞内，在一定时间内稳定存在，具有类似细胞器的作用。研究证明，静脉注射后，纳米复合物有70～80％可靶向肝脏组织，并能进入肝脏组织细胞中，Au-ODN在肝脏细胞内的浓度(约30nM)高于其临界保护浓度(15nM)；而只有5％左右的纳米复合物会进入癌症组织，肿瘤细胞内Au-ODN浓度为5～6nM。当前的化疗药物，如顺铂、阿霉素等，其抗癌机理是药物进入细胞核插入到DNA双链中，引起DNA链结构破坏，同时限制DNA复制相关酶类，干扰DNA复制，最终引发癌细胞启动细胞凋亡程序。本专利技术提供的纳米复合物中具有富含GC碱基的寡聚核苷酸，可特异性对上述化疗药物进行捕获。研究证明，进入细胞内的纳米复合物可以有效捕获药物，抑制药物进入细胞核发挥作用。纳米复合物AU-ODN具有良好的生物安全性，对正常组织没有影响。基于此，本专利技术提供了一种纳米复合物在制备化疗药物细胞保护剂中的应用。所述的化疗药物为一类可插入富含GC碱基的DNA中的药物，如顺铂、阿霉素等。所述化疗药物细胞保护剂的作用原理为：Au-ODN经细胞胞吞进入正常体细胞后，化疗药物如盐酸阿霉素(DOX)进入细胞中时，Au-ODN能够有效捕获进入细胞内的药物，阻断药物进入细胞核，使药物不会对正常细胞产生毒性，对正常细胞起到保护作用。所述纳米复合物Au-ODN在体内主要分布在肝脏组织细胞中，可对肝脏进行保护，且不影响药物的抗肿瘤效果。作为优选，所述细胞为肝脏组织细胞。本专利技术还提供了一种化疗药物细胞保护剂，包括所述的纳米复合物。所述化疗药物细胞保护剂可以为静脉注射制剂，纳米复合物Au-ODN通过血液循环靶向富集于肝脏细胞。所述纳米复合物Au-ODN的有效注射浓度可为2～10mg/kg，静脉注射2-8h后，开始施行化疗，进入肝脏组织的Au-ODN能有效捕捉进入肝脏的化疗药物，保护肝脏细胞免受药物毒害；由于纳米复合物Au-ODN在肿瘤内的分布较少，因此并不影响药物的抗癌效果。另外，由于Au-ODN在不同肿瘤组织细胞内的分布会有所差异，因此我们也提供一种用于消除肿瘤细胞内的Au-ODN对抗癌效果影响的备选方案，即采用近红外光局部处理肿瘤使肿瘤细胞内被Au-ODN结合药物充分释放。本专利技术具备的有益效果：本专利技术提供的纳米复合物Au-ODN可以通过胞吞作用进入细胞内，并可在细胞质中稳定存在一段时间，寡聚核苷酸段可以对进入细胞内的化疗药物进行捕获，抑制药物进入细胞核发挥作用。纳米复合物有70～80％可靶向肝脏组织，只有5％左右的纳米复合物会进入癌症组织，对化疗药物的抗肿瘤效果没有影响，因此，本专利技术的纳米复合物Au-ODN可用于制备化疗药物细胞保护剂，保护肝脏细胞免受药物毒害。利用本专利技术的纳米复合物Au-ODN既可抑制肿瘤组织的生长，又成功保护肝脏组织免受化疗药物毒性损伤，提供了一种全新的对抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米复合物，其特征在于，包括富含GC碱基对的寡聚核苷酸和金纳米笼，所述寡聚核苷酸的3’端通过巯基与金纳米笼连接，所述寡聚核苷酸中GC碱基对含量大于50％。

【技术特征摘要】
1.一种纳米复合物，其特征在于，包括富含GC碱基对的寡聚核苷酸和金纳米笼，所述寡聚核苷酸的3’端通过巯基与金纳米笼连接，所述寡聚核苷酸中GC碱基对含量大于50％。2.如权利要求1所述的纳米复合物，其特征在于，所述寡聚核苷酸的核苷酸序列为：5’-GCAGCTCGAGCGCTGCGCACGCGT-3’，其互补序列为：3’-CGTCGAGCTCGCGACGCGTGCGCA-5’；或者为：5’-GGGGGGGGGGGGGGGGGGGG-3’，其互补序列为：3’-CCCCCCCCCCCCCCCCCCCC-5’。3.如权利要求1所述的纳米复合物，其特征在于，所述金纳米笼的粒径为50～100nm。4.如权利要求1-3任一项所述的纳米复合物的制备方法，包括以下步骤：(1)设计合成双链寡聚核苷酸，其中一条链的3’端进行巯基修饰；...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵瑞波，杨新燕，刘雪瑶，唐睿康，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33