本发明专利技术公开石墨烯量子点在制备抑制细胞多药耐药基因的药物中的应用。本发明专利技术的优点在于：(1)首次发现石墨烯量子点可以同时抑制细胞中不同多药耐药基因的表达，包括多药耐药蛋白基因1(MDR1)，多药耐药相关蛋白基因1(MRP1)和乳腺癌耐药蛋白基因(BCRP)。(2)石墨烯量子点能逆转MDR1高表达的乳腺癌耐药细胞MCF‑7/ADR对DOX的耐药性。(3)该方法所使用的石墨烯量子点对细胞毒性小，具有优良的生物相容性。
The application of graphene quantum dots in the preparation of drugs to inhibit multidrug resistance gene of cells
The invention discloses the application of graphene quantum dots in the preparation of drugs to inhibit the multidrug resistance gene of cells. The advantages of the invention are: (1) for the first time, graphene quantum dots are found to inhibit the expression of different multidrug resistance genes, including multidrug resistance protein gene 1 (MDR1), multidrug resistance associated protein 1 (MRP1) and breast cancer resistance protein gene (BCRP). (2) gqds can reverse the expression of MDR1 drug resistance of multidrug resistant breast cancer cells MCF 7/ADR on DOX. (3) the graphene quantum dots used in this method have little toxicity to the cells, and have excellent biocompatibility.
【技术实现步骤摘要】
石墨烯量子点在制备抑制细胞多药耐药基因的药物中的应用
本专利技术属于生物医药领域，更具体地讲，涉及石墨烯量子点在制备抑制细胞多药耐药基因的药物中的应用。
技术介绍
细胞的多药耐药性(Multidrugresistance,MDR)大多数与ABC转运蛋白超家族有关，具有MDR症状的细胞中大部分可以发现ABC转运蛋白超家族的过度表达。在ABC转运蛋白超家族中与细胞耐药相关的最主要的成员有多药耐药蛋白(P-gp,MDR1)，多药耐药相关蛋白(multidrugresistanceassociatedproteins,MRPs)和乳腺癌耐药蛋白(Breastcancerresistanceprotein,BCRP)(MammaliandrugeffluxtransportersoftheATPbindingcassette(ABC)familyinmultidrugresistance:Areviewofthepastdecade.CancerLetters,2016,37(2016):153-164)。因此，逆转细胞多药耐药性的有效方式之一就是抑制这些ABC转运蛋白的基因，使细胞重新对化疗药物产生敏感性。ABC转运蛋白的抑制剂按照其发展大致可以分为三类：第一类抑制剂大部分也是ABC蛋白质的底物，如维拉帕米，环孢霉素，以及它们的混合使用也大大提高了药物本身对细胞的敏感性。鉴于第一代MDR1抑制剂毒性较大的缺陷，R型维拉帕米、PSC-833和VX-710等第二类抑制剂在设计上尽量避免了药物本身对细胞的毒性反应，在降低P-gp表达的同时，也尽量避免了对钙离子通道的阻滞和对免疫反应的抑制。但是当抗癌药物与这类抑制剂联合使用时却导致了它们在药代动力学上的相互作用，影响了药效。第三类ABC转运蛋白家族抑制剂包括XR5976，OC144-093等，与ABC转运蛋白具有高度亲和性且具有很低的药物代谢动力学相互作用。尽管体外试验证明这些药物增强了许多药物的化疗效果，但是临床效果却并未呈现出明显好转。因此，发现高效、低毒和作用靶点广泛的抑制剂仍是该领域的挑战之一。石墨烯量子点(GQDs)由于其特殊的物理化学性质，尺寸小，毒性度，具有很好的生物相容性等优良特性，已在生物医学研究领域中显示出巨大的应用潜能。目前研究普遍认为，GQDs进入细胞，产生活性氧物种，从而导致细胞死亡；或作为药物载体，递送药物分子进入细胞。其中后者特别有希望用于改善耐药恶性肿瘤的治疗。此外，研究也发现石墨烯量子点也可以在体外与特定结构的DNA分子作用。基于上述研究现状，本专利技术在细胞水平研究石墨烯量子点的作用，发现GQDs对P-gp、MRP1和BCRP基因都具有很好的抑制作用，而且可以对多靶点同时发生作用。由于GQDs具有毒性低、良好的生物相容性等特性，所以有望成为高效、低毒和作用靶点广泛的ABC转运蛋白的抑制剂。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供石墨烯量子点在制备抑制细胞多药耐药基因的药物中的应用。本专利技术第二个目的在于提供石墨烯量子点在制备抑制多药耐药蛋白的药物中的应用。为实现以上第一个目的，本专利技术公开以下技术方案：石墨烯量子点在制备抑制细胞多药耐药基因的药物中的应用。作为一个优选方案，所述多药耐药基因是指多药耐药基因1(Multidrugresistance1,MDR1)，多药耐药相关蛋白基因1(multidrugresistanceassociatedproteins,MRP1)和乳腺癌耐药蛋白基因(Breastcancerresistanceprotein,BCRP)。为实现以上第二个目的，本专利技术公开以下技术方案：石墨烯量子点在制备抑制多药耐药蛋白的药物中的应用。作为一个优选方案，所述多药耐药蛋白是指P-糖蛋白(P-gp)，多药耐药相关蛋白(MRPs)和乳腺癌耐药蛋白(BCRP)。利用石墨烯量子点抑制细胞多药耐药基因表达的方法包括以下步骤：(1)以Hummers法合成的氧化石墨烯水溶液为起始物，利用Photo-Fenton反应，即以H2O2为氧化剂，在紫外光辐射下制备而成，将产物在超纯水中透析，去除未反应H2O2和反应产生的小分子，浓缩得到石墨烯量子点，用超纯水稀释至适当浓度的石墨烯量子点水溶液；(2)将步骤(1)制备的石墨烯量子点水溶液与细胞培养基按优化比例混合均匀，培育贴壁后的细胞一定时间；(3)提取步骤(2)细胞的总RNA，并检测多药耐药基因表达量；(4)考察石墨烯量子点逆转步骤(2)细胞的多药耐药性。步骤(1)中，1kW功率下紫外光辐射氧化石墨烯水溶液50min，制备得到初始石墨烯量子点水溶液，透析是指使用3500Da的透析袋，100倍体积的超纯水透析初始石墨烯量子点水溶液，适当浓度指石墨烯量子点水溶液终浓度范围为300-800μg/mL。步骤(2)中，优化比例是指将石墨烯量子点加入到细胞培养基中与细胞共培育，优化石墨烯量子点的浓度，最终优化浓度为25-150μg/mL，含石墨烯量子的培养基培育贴壁后的细胞一定时间，时间为24h。步骤(3)中，提取细胞的总RNA是用常规RNA提取试剂盒，检测多药耐药基因表达量的检查方法为一步法RT-PCR和凝胶电泳。步骤(4)中，考察石墨烯量子点逆转细胞多药耐药性是指选取多柔比星作为P-糖蛋白底物，多柔比星的浓度为5μM，与细胞作用时间为30min。本专利技术的优点在于：石墨烯量子点对细胞毒性小，具有优良的生物相容性等特性。石墨烯量子点可以抑制细胞多药耐药基因，能有效逆转MCF-7/ADR的耐药性。抑制基因所需的石墨烯量子点量浓度较低。石墨烯量子点的制备步骤简单，贮存方便。附图说明图1为GQDs抑制MCF-7/ADR细胞MDR1基因表达；图2为GQDs抑制7721细胞MDR1基因表达；图3为GQDs抑制Caco-2细胞MRP1基因表达；图4为GQDs抑制Caco-2细胞BCRP基因表达；图5为GQDs逆转MCF-7/ADR细胞多药耐药性。a)尼康荧光显微镜MCF-7/ADR细胞明场图像，b)在510nm的光激发下，MCF-7/ADR细胞荧光图像，c)在405nm激发下，MCF-7/ADR细胞荧光图像，d)b图和c图的重叠图，标尺：50μm。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。实施例1.利用石墨烯量子点抑制耐阿霉素人乳腺癌细胞MCF-7/ADR中MDR1基因表达的方法第一步：制备石墨烯量子点水溶液所述的石墨烯量子点水溶液是以Hummers法合成的氧化石墨烯水溶液为起始物，利用Photo-Fenton反应，即以H2O2为氧化剂，在紫外光照射下制备而成，将产物在超纯水中透析2天，除去未反应H2O2和反应产生的小分子，得到纯净的石墨烯量子点水溶液。具体制备方法可以参照文献(Photo-FentonReactionofGrapheneOxide:ANewStrategytoPrepareGrapheneQuantumDotsforDNACleavage.ACSNano,2012,6(8),6592-6599)。第二步：本文档来自技高网...
【技术保护点】
石墨烯量子点在制备抑制细胞多药耐药基因的药物中的应用。
【技术特征摘要】
1.石墨烯量子点在制备抑制细胞多药耐药基因的药物中的应用。2.根据权利要求1所述的石墨烯量子点在制备抑制细胞多药耐药基因的药物中的应用，其特征在于，所述多药耐药基因是指多药耐药基因1，多药耐药相关蛋白基因1和乳腺癌耐...
【专利技术属性】
技术研发人员：张井岩，罗超，张放为，郭利娟，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31
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