一种脂质过氧化物生成器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种脂质过氧化物生成器及其制备方法和应用；脂质过氧化物生成器包括脂质、铁源，通过脂质体的制备方法将铁源包裹在脂质中形成脂质体。该脂质体通过小窝蛋白介导的内吞作用摄取进入肿瘤细胞内，然后在酸性溶酶体环境中释放铁离子，进而在胞质中形成的铁氧化还原对可以催化不饱和脂质发生脂质过氧化，造成细胞内脂质过氧化物的堆积，最终引发肿瘤细胞发生铁凋亡，实现肿瘤治疗的目的。通过体外表征说明该脂质过氧化物生成器可以在铁氧化还原对的触发下生成脂质过氧化物；并通过细胞水平和动物水平的抑瘤活性评价，证明该脂质过氧化物生成器能够在肿瘤细胞内生成大量脂质过氧化物，有效地实现铁凋亡介导的肿瘤治疗。

A lipid peroxide generator and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种脂质过氧化物生成器及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种脂质过氧化物生成器及其制备方法和应用，属于脂质体

技术介绍
癌症是一种严重威胁人类健康的疾病，《2018年全球癌症报告》数据显示全球新增癌症病例1810万例，死亡人数达960万，全球癌症负担进一步加重。目前临床常用的治疗手段为手术治疗，放射性治疗，化学治疗。其中，化学治疗大多通过凋亡、坏死、自噬的方式实现肿瘤细胞的杀伤。但是大部分化疗药物存在溶解度低，稳定性差，毒副作用强，长期用药容易产生多药耐药等缺陷。因此发现并利用一种新的细胞死亡方式是实现癌症治疗的新途径。2012年，Stockwell等人将铁依赖性的脂质过氧化物（lipidperoxidation,LPO）的积累而导致的细胞程序性死亡过程定义为铁凋亡。与已知的凋亡、坏死、自噬不同，铁凋亡发生的主要特征为大量的、铁离子依赖的LPO的堆积，破坏了细胞中氧化还原平衡，导致细胞发生死亡。铁离子依赖的脂质过氧化是铁凋亡的主要下游特征，LPO是引发细胞发生铁凋亡的重要原因。作为铁凋亡发生的关键因素，机体内循环铁通常与转铁蛋白结合，以Fe3+的形式存在。Fe3+通过膜蛋白转铁蛋白受体1(transferrinreceptor1,TFR1)进入细胞，并存在于内涵体(endosome)中，在内涵体中Fe3+被铁氧化还原酶(ironoxidereductase,alsotermedSTEAP3)还原为Fe2+。最后，Fe2+转运体1(divalentmetaltransporter1,DMT1)介导Fe2+从内体中释放到细胞质中的动态铁库中，过量的铁则储存在铁蛋白(ferritin)中。细胞膜及细胞器膜上含有大量的不饱和脂质，可以被脂氧合酶（lipoxygenase,LOXs）和ROS等氧化形成LPO。当组织细胞内的铁稳态被破坏时，过量的铁通过芬顿反应与H2O2生成羟基自由基，进一步引起细胞内不饱和脂质发生过氧化，造成大量的LPO堆积在肿瘤细胞内，最终引起铁凋亡。据报道LPO通过两种途径发挥毒性作用：首先因为脂质负责维持细胞膜的完整性，大量的脂质发生过氧化会改变脂质的结构、组成、组装和脂质的流动性。此外作为高活性化合物，LPO的降解产物如丙二醛(malonaldehyde,MDA)和4-羟基壬烯酸(4-hydroxynonenal,HNE)等，可以使细胞膜蛋白发生交联，从而使细胞膜的流动性和通透性发生改变，最终导致细胞结构和功能的改变，最终引起细胞死亡。由于铁凋亡在肿瘤治疗中具有较大的潜力，近年来出现了大量的以芬顿反应引发脂质过氧化为基础的载铁纳米递送体系，通过二价铁离子与肿瘤细胞内的过氧化氢（hydrogenperoxide,H2O2）发生芬顿反应生成羟基自由基，进而将细胞膜及细胞器膜上的不饱和脂质氧化为脂质过氧化物，最终引发铁凋亡。然而，尽管肿瘤微环境pH为弱酸，但很难满足芬顿反应所需的最佳反应条件（pH=3-4）；并且肿瘤细胞内H2O2含量有限，极大地限制了芬顿反应的效率，通常需要加入大量的铁、引入外源性H2O2或刺激内源性H2O2的生成用于提高芬顿反应。基于铁离子依赖的脂质过氧化物是铁凋亡的主要执行者，而一般的铁凋亡递送体系不能有效实现芬顿反应引发的脂质过氧化，因此，开发一种能够克服芬顿反应效率低的局限、并可产生大量脂质过氧化物的铁凋亡递送体系对于提高肿瘤铁凋亡治疗具有重要意义。
技术实现思路
目的：本专利技术提供一种脂质过氧化物生成器及其制备方法和应用，通过铁氧化还原对催化脂质发生氧化反应生成脂质过氧化物，以克服芬顿反应效率低的局限，提高肿瘤铁凋亡治疗效果。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种脂质过氧化物生成器，所述脂质过氧化物生成器包括脂质和铁源，通过脂质体的制备方法将铁源包裹在脂质中形成脂质体；所述脂质的脂肪链上含有一个或多个不饱和键；所述铁源的价态为二价、三价或二价与三价同时存在；通过铁氧化还原对催化脂质发生氧化反应生成脂质过氧化物。所述脂质过氧化物生成器，通过铁氧化还原对催化脂质过氧化的原理将不饱和脂质氧化为脂质过氧化物。所述不饱和脂质选自所述脂质选自磷脂酰胆碱（phosphatidylcholine,PC），磷脂酰乙醇胺（phosphatidylethanolamine,PE），鞘磷脂（sphingomyelin,SM），磷脂酸（phosphatidicacid,PA），磷脂酰甘油（phosphatidylglycerol,PG），磷脂酰肌醇（phosphatidylinositol,PI），磷脂酰丝氨酸（phosphatidylserine,PS），糖脂，脂酰甘油中的一种或多种，且每一种脂质具有不同饱和度的脂肪链。所述铁盐选自柠檬酸铁铵、硝酸铁、右旋糖酐铁、山梨醇铁、蔗糖铁、磷酸铁、焦磷酸铁、碳酸铁、氯化铁、氯化亚铁、柠檬酸铁、柠檬酸亚铁、硫酸铁、硫酸亚铁、酒石酸铁、酒石酸亚铁、富马酸铁、富马酸亚铁、琥珀酸铁、琥珀酸亚铁、乙二胺四乙酸铁钠盐、亚铁氰化铁、二茂铁、醋酸亚铁。所述含铁纳米颗粒选自普鲁士蓝纳米颗粒、中空介孔普鲁士蓝纳米颗粒、三氧化二铁纳米颗粒、四氧化三铁纳米颗粒、锰铁氧纳米颗粒、铁硫铜纳米颗粒、铁铂纳米颗粒。所述脂质过氧化物生成器的制备方法，包括：（1）将铁源溶于水或水溶液中，得到水相；（2）将脂质溶于有机溶剂中，得到有机相；（3）通过脂质体的制备方法，将水相和有机相结合；（4）使用截留分子量为0.5-14KDa的透析袋在水、磷酸缓冲盐溶液PBS或生理盐水中透析，除去有机溶剂及未包裹的铁源后得到脂质体。根据本专利技术的另一方面，提供一种脂质过氧化物生成器与药物的复合物，包括脂质、铁源和药物，通过脂质体的制备方法将铁源和药物包裹在脂质中形成脂质体；所述脂质的脂肪链上含有一个或多个不饱和键；所述铁源的价态为二价、三价或二价与三价同时存在；通过铁氧化还原对催化脂质发生氧化反应生成脂质过氧化物；所述药物为水溶性药物、疏水性药物中的一种或几种，选自铁凋亡诱导剂、免疫治疗药物、化学治疗药物、放射治疗药物、光动力治疗药物、光热治疗药物。所述铁凋亡诱导剂选自L-丁硫氨酸亚砜胺、柳氮磺胺吡啶、谷氨酸、索拉菲尼、Erastin、RSL-3、RSL-5中的一种或几种。所述免疫治疗药物选自抗PD-1、抗PD-L1、抗CTLA-4抗体中的一种或几种。所述化学治疗药物选自阿霉素、丝裂霉素、柔红霉素、顺铂、卡铂、环磷酰胺、甲氨蝶呤、氟尿嘧啶、吉西他滨、紫杉醇、长春新碱中的一种或几种。所述放射治疗药物选自32P、89Sr、90Y、131I、153Sm、188Re、117mSn、117Lu中的一种或几种。所述光动力治疗药物选自二氢卟吩e6、血卟啉衍生物、血红素、吲哚菁绿、亚甲基蓝、光敏素II，苯并卟啉衍生物单酸环A，维替泊芬，5-氨基酮戊酸，卟吩姆钠、金属酞菁类中的一种或几种。所述光热治疗药物选自金纳米颗粒、普鲁士蓝纳米颗粒、聚多巴胺中的一种或几种。所述的脂质过氧化物生成器与药物的复合物的制备方法，包括以下步骤：（1）将铁源或铁源与水溶性药物加入水或水溶液进行混合，得到水相；（2）将脂质或脂质与疏水性药物加入有机溶剂进行混合，得到有机相；（3）通过脂质体的制备方法，将水相和有机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脂质过氧化物生成器，其特征在于，所述脂质过氧化物生成器包括脂质和铁源，通过脂质体的制备方法将铁源包裹在脂质中形成脂质体；所述脂质的脂肪链上含有一个或多个不饱和键；所述铁源的价态为二价、三价或二价与三价同时存在；通过铁氧化还原对催化脂质发生氧化反应生成脂质过氧化物。

【技术特征摘要】
1.一种脂质过氧化物生成器，其特征在于，所述脂质过氧化物生成器包括脂质和铁源，通过脂质体的制备方法将铁源包裹在脂质中形成脂质体；所述脂质的脂肪链上含有一个或多个不饱和键；所述铁源的价态为二价、三价或二价与三价同时存在；通过铁氧化还原对催化脂质发生氧化反应生成脂质过氧化物。2.根据权利要求1所述的脂质过氧化物生成器，其特征在于，所述脂质选自磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、鞘磷脂、磷脂酸、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、糖脂、脂酰甘油中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的脂质过氧化物生成器，其特征在于，所述铁源为铁盐或含铁的纳米颗粒；所述铁盐选自柠檬酸铁铵、硝酸铁、右旋糖酐铁、山梨醇铁、蔗糖铁、磷酸铁、焦磷酸铁、碳酸铁、氯化铁、氯化亚铁、柠檬酸铁、柠檬酸亚铁、硫酸铁、硫酸亚铁、酒石酸铁、酒石酸亚铁、富马酸铁、富马酸亚铁、琥珀酸铁、琥珀酸亚铁、乙二胺四乙酸铁钠盐、亚铁氰化铁、二茂铁、醋酸亚铁；所述含铁纳米颗粒选自普鲁士蓝纳米颗粒、中空介孔普鲁士蓝纳米颗粒、三氧化二铁纳米颗粒、四氧化三铁纳米颗粒、锰铁氧纳米颗粒、铁硫铜纳米颗粒、铁铂纳米颗粒。4.根据权利要求1所述的脂质过氧化物生成器，其特征在于，所述脂质体的制备方法包括薄膜分散法、过膜挤压法、French挤压法、逆相蒸发法、化学梯度法。5.根据权利要求1所述的脂质过氧化物生成器，其特征在于，所述脂质过氧化物生成器的制备方法，包括：（1）将铁源溶于水或水溶液中，得到水相；（2）将脂质溶于有机溶剂中，得到有机相；（3）通过脂质体的制备方法，将水相和有机相结合；（4）使用截留分子量为0.5-14KDa的透析袋在水、磷酸缓冲盐溶液PBS或生理盐水中透析，除去有机溶剂及未包裹的铁源后得到脂质体。6.一种脂质过氧化物生成器与药物的复合物，其特征在于，包括脂质、铁源和药物，通过脂质体的制备方法将铁源和药物包裹在脂质中形成脂质体；所述脂质的脂肪链上含有一个或多个不饱和键；所述铁源的价态为二价、...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜虎林，何玉静，刘笑影，万星，
申请(专利权)人：中国药科大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32