一种含有双芘基团的多肽纳米材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种含有双芘基团的多肽纳米材料及其制备方法和应用，所述含有双芘基团的多肽纳米材料具有式I所示的结构，本发明专利技术的含有双芘基团的多肽纳米材料可发生形变自组装，可以在肿瘤区域自组装成纳米纤维网状结构，原位构筑了人造细胞外基质，该人造细胞外基质具有选择性粘附在肿瘤区域形成迁移屏障，可以高效抑制肿瘤的侵袭和转移，在医学上具有广泛的应用前景。

Polypeptide nano material containing double pyrene group, preparation method and application thereof

The present invention provides a polypeptide containing two pyrene groups of nano materials and its preparation method and application of nano materials, the polypeptide containing double pyrene moiety has the structure shown in formula I, peptide nano materials containing double pyrene moiety of the invention can deform self-assembly in tumor regions self-assembled into mesh the structure of nano fibers, in situ construction of artificial extracellular matrix, the artificial extracellular matrix with selective adhesion migration barrier in the tumor region, can effectively inhibit tumor invasion and metastasis, and has wide application prospect in medicine.

【技术实现步骤摘要】
一种含有双芘基团的多肽纳米材料及其制备方法和应用
本专利技术属于纳米材料
，涉及一种含有双芘基团的多肽纳米材料及其制备方法和应用。
技术介绍
肿瘤转移是恶性肿瘤的重要生物学特征，也是临床绝大多数肿瘤患者治疗失败和死亡的主要原因。恶性肿瘤对患者健康的威胁越来越大，防止肿瘤转移是改善肿瘤治疗的关键。据2015年1月国家卫生计生委关于全国死因登记报告信息系统统计分析报告显示，所有31个省份中，恶性肿瘤在6个省份中(占46.2％)排名第一位，从死因顺位及死亡率的分析结果来看，影响我国居民健康的前两位死因为恶性肿瘤和脑血管病。目前国内外已研发的抗肿瘤药物众多，1953年至今FDA批准的抗肿瘤药物约210种，但由于肿瘤的浸润和转移是一个非常复杂的过程，目前高效抑制肿瘤转移的药物却未见批准。伴有细胞外基质破坏的肿瘤细胞浸润是肿瘤转移这一复杂机制的最主要的过程。目前在临床肿瘤学中有一个紧急战略目标就是试图抑制MMP(基质金属蛋白酶)的活性以阻止肿瘤的转移。然而，大多数肿瘤疾病一旦发现已进入晚期阶段，肿瘤细胞的浸润和转移已经发生，因此抑制MMP的活性来达到控制肿瘤发展的做法收效甚微。因此，在本领域迫切需要开辟一种新的策略用于抑制肿瘤的侵袭和转移。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种含有双芘基团的多肽纳米材料及其制备方法和应用，所述的多肽纳米材料可在活体肿瘤区域原位构筑人造细胞外基质，从而在肿瘤迁移破坏细胞外基质(ECM)的过程中，形成转移屏障，能够高效的抑制肿瘤的浸润和转移。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一方面，本专利技术提供一种含有双芘基团的多肽纳米材料，所述纳米材料具有式I所示的结构：其中，R1为具有分子内多重氢键的多肽序列，R2和R3为肿瘤部位靶向肽，R1、R2和R3之间由酰胺键相连。本专利技术所述结构的多肽纳米材料包括双芘荧光分子，强氢键作用力的自组装多肽单元和结合癌细胞表面受体的靶向肽，该材料可仿造生物体内层粘连蛋白纤维化过程，靶向性结合癌细胞表面的受体蛋白，在肌动蛋白和材料本身氢键作用力下可发生形貌转变自组装成纳米纤维网状结构，在细胞外基质降解过程中可作为一个长期的屏障，高效抑制肿瘤的侵袭和转移。优选地，所述含有双芘基团的多肽纳米材料中双芘基团的供体为具有式II所示结构的双芘化合物：在本专利技术所述含有双芘基团的多肽纳米材料中双芘基团与R1通过形成酰胺键而连接在一起。优选地，R1为其中表示基团连接位点。在本专利技术中，R1的供体结构为：即KLVFFK(Lys-Leu-Val-Phe-Phe-Lys)；或即KLPFFDK(Lys-Leu-Pro-Phe-Phe-Asp-Lys)。优选地，R2为中的任意一种，其中表示基团连接位点。即在本专利技术中，R2的供体的结构为：(即GGDGR(Gly-Gly-Asp-Gly-Arg))、(即YIGSR(Tyr-Ile-Gly-Ser-Arg))、(即DGEA(Asp-Gly-Glu-Ala))、(即KQAGDV(Lys-Gln-Ala-Gly-Asp-Val))或(即GGNGR(Gly-Gly-Asn-Gly-Arg))中的任意一种。优选地，R3为中的任意一种，其中表示基团连接位点。即在本专利技术中，所述R3的供体结构为：(即GGDGR(Gly-Gly-Asp-Gly-Arg))、(即YIGSR(Tyr-Ile-Gly-Ser-Arg))、(即DGEA(Asp-Gly-Glu-Ala))、(即KQAGDV(Lys-Gln-Ala-Gly-Asp-Val))或(即GGNGR(Gly-Gly-Asn-Gly-Arg))中的任意一种。优选地，所述多肽纳米材料为具有以下式a-c所示结构的化合物中的任意一种或至少两种的组合：另一方面，本专利技术提供了如上所述含有双芘基团的多肽纳米材料的制备方法，所述方法为以树脂为载体，以式II所示双芘化合物和氨基酸为原料，利用固相合成方法制备得到所述含有双芘基团的多肽纳米材料。优选地，所述树脂为王氏树脂。在本专利技术中，所述固相合成法是本领域技术人员所熟知的技术，本专利技术采用王氏树脂作为载体，在无水DMF中溶胀6个小时后，按照多肽合成顺序，室温下，在多肽合成管中加入氨基酸(10倍当量，所述氨基酸为将一些活泼基团进行了特定保护的氨基酸)和HBTU(苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸盐，10倍当量)，通过偶联剂(氮甲基吗啉：DMF＝5：95，体积比)进行偶联45min，依照多肽顺序将氨基酸依次偶联，双芘化合物也同样按照氨基酸的偶联方法进行反应，偶联双芘化合物时将预发生反应的氨基酸上由保护基保护的氨基进行脱保护(例如进行Fmoc脱保护，Fmoc脱保护剂为DMF:六氢吡啶＝4:1)，偶联成功后对氨基酸上其他由保护基保护的基团进行脱保护(Dde脱保护剂为水合肼:DMF＝2:98，Boc、tBu、Pbf三种保护基均在后续的裂解过程中在三氟乙酸的作用下脱除)15min左右，最后经三氟乙酸裂解、旋蒸、乙醚纯化而得。另一方面，本专利技术提供了如上所述含有双芘基团的多肽纳米材料的形变自组装方法，所述方法包括以下步骤：(1)将如上所述含有双芘基团的多肽纳米材料溶于有机溶剂中，得到所述多肽纳米材料溶液；(2)向步骤(1)得到的多肽纳米材料溶液中加入水，自组装得到纳米球颗粒体系；(3)向步骤(2)得到的纳米球颗粒体系中加入钙盐，诱导纳米球形颗粒自组装成纳米纤维网状结构。本专利技术中，所述形变自组装是指本专利技术所述的含有双芘基团的多肽纳米材料在不同的自组装条件下可以由一种自组装形态转变为另一种自组装形态的行为。优选地，步骤(1)所述有机溶剂为二甲基亚砜(DMSO)和或六氟异丙醇(HFIP)；优选地，步骤(1)所述多肽纳米材料溶液的浓度为(1-2)×10-3M，例如1×10-3M、1.1×10-3M、1.2×10-3M、1.3×10-3M、1.4×10-3M、1.5×10-3M、1.6×10-3M、1.7×10-3M、1.8×10-3M、1.9×10-3M或2×10-3M，优选1.5×10-3M。优选地，步骤(2)所述水与步骤(1)所述有机溶剂的体积比为(40-80):1，例如40:1、43:1、45:1、48:1、50:1、52:1、55:1、58:1、60:1、65:1、68:1、70:1、73:1、75:1、78:1或80:1。在本专利技术的步骤(2)自组装形成纳米球颗粒体系时，此纳米球颗粒呈现β折叠结构，在这种聚集的状态下，所述多肽纳米材料中包含的双芘结构可自发产生绿色荧光。该荧光可检测纳米材料在细胞表面的聚集以及在活体内的分布与滞留。优选地，步骤(3)所述钙盐为氯化钙。优选地，步骤(3)中加入钙盐使得体系中钙离子的浓度为(2-8)×10-4M，例如2×10-4M、2.5×10-4M、3×10-4M、3.5×10-4M、4×10-4M、4.5×10-4M、5×10-4M、5.5×10-4M、6×10-4M、6.5×10-4M、7×10-4M、7.5×10-4M或8×10-4M，优选6×10-4M。在本专利技术中，步骤(3)所述纳米纤维网状结构为β折叠纳米纤维网状结构。在本专利技术中，于所述多肽纳米材料形成的纳米球颗粒体系中加入合适浓度的钙盐达到合适浓度范围的钙离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有双芘基团的多肽纳米材料，其特征在于，所述纳米材料具有式I所示的结构：

【技术特征摘要】
1.一种含有双芘基团的多肽纳米材料，其特征在于，所述纳米材料具有式I所示的结构：其中，R1为具有分子内多重氢键的多肽序列，R2和R3为肿瘤部位靶向肽，R1、R2和R3之间由酰胺键相连。2.根据权利要求1所述的含有双芘基团的多肽纳米材料，其特征在于，所述含有双芘基团的多肽纳米材料中双芘基团的供体为具有式II所示结构的双芘化合物：3.根据权利要求1或2所述的含有双芘基团的多肽纳米材料，其特征在于，所述双芘基团与R1通过形成酰胺键而连接在一起。4.根据权利要求1-3中任一项所述的含有双芘基团的多肽纳米材料，其特征在于，R1为其中表示基团连接位点；优选地，R2为中的任意一种，其中表示基团连接位点；优选地，R3为中的任意一种，其中表示基团连接位点。5.根据权利要求1-4中任一项所述的含有双芘基团的多肽纳米材料，其特征在于，所述多肽纳米材料为具有以下式a-c所示结构的化合物中的任意一种或至少两种的组合：6.根据权利要求1-5中任一项所述的含有双芘基团的多肽纳米材料的制备方法，其特征在于，所述方法为以树脂为载体，以式II所示双芘化合物和氨基酸为原料，利用固相合成方法制备得到所述含有双芘基团的多肽纳米材料；优选地，所述树...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，王磊，郝红勋，胡晓雪，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：北京,11