蛋白自组装铁基纳米粒及其制备方法与抗肿瘤药物递送系统中的应用技术方案

本发明专利技术涉及抗癌药物递送体系技术领域，公开一种蛋白自组装铁基纳米粒及其制备方法与抗肿瘤药物递送系统中的应用，其中的蛋白自组装铁基纳米粒由葡萄糖氧化酶与铁基材料通过静电吸附作用结合，再通过溶剂交换法载入紫杉醇而成。本发明专利技术利用生物矿化法制备蛋白自组装铁基纳米粒，通过GOx介导的饥饿治疗饿死肿瘤细胞，原位提高内源性H

【技术实现步骤摘要】
蛋白自组装铁基纳米粒及其制备方法与抗肿瘤药物递送系统中的应用
本专利技术涉及抗癌药物递送体系
，具体而言涉及一种蛋白自组装铁基纳米粒及其制备方法与抗肿瘤药物递送系统中的应用。
技术介绍
恶性肿瘤的发生、发展导致了肿瘤病灶呈现特殊的肿瘤微环境(TME)，这类特殊的微环境为癌细胞的生长、侵袭和转移提供了适宜的条件，但同时为肿瘤的高效选择性及特异性治疗提供了可能。基于此，作为一种新型的肿瘤治疗策略，化学动力学疗法(CDT)通过芬顿(Fenton)反应或类芬顿反应诱导肿瘤细胞凋亡从而引起了广泛的关注。其中铁基纳米粒，尤其是含Fe2+的纳米制剂已被证实可作为高效的芬顿反应催化剂，产生高细胞毒性的羟基自由基，从而杀伤肿瘤细胞[1]。与传统疗法相比，化学动力学疗法通过利用催化剂与内源性过氧化氢(H2O2)的相互作用产生的羟基自由基杀伤细胞，可避免对正常细胞和组织的损伤。然而，肿瘤自身的内源性H2O2并不足以实现满意的化学动力学疗效。因此，发展具备提高肿瘤内H2O2水平的化学动力学试剂，从而实现CDT对肿瘤的高效催化芬顿反应是非常必要的。即使在有氧条件下，肿瘤细胞也更倾向于使用将葡萄糖代谢为乳酸的糖酵解作用取代正常细胞的氧化磷酸化作用(Warburg效应)。基于葡萄糖在促进肿瘤细胞生长与转移中的关键作用，癌症饥饿疗法即通过葡萄糖氧化酶(GOx)介导的葡萄糖代谢将葡萄糖转化为H2O2和葡萄糖酸，从而饿死肿瘤。而H2O2的产生、积累和酸性环境的生成有利于加速芬顿反应的发生，从而产生高毒性的·OH，进一步提高CDT的效率。利用近红外(NIR)光照射肿瘤内积聚的光吸收剂作为外源性热源的光热治疗(PTT)因其非侵袭性以及其良好的可控性、易操作性而在肿瘤治疗中受到广泛关注，包括铁基材料等的无机纳米材料早期已成为应用于光热治疗的主要材料。研究表明，GOx的酶活性在43～60℃范围内随温度升高而增强，利用光热试剂的光热转化能力，可以光控GOx的催化效率[2]。并且，光热治疗过程中血流加速，肿瘤组织缺氧得到缓解，从而可克服缺氧对GOx催化的抑制作用，进而提高饥饿治疗效率。目前，为了高效激活化学动力学疗法，促进其肿瘤治疗效果，需要将单一治疗模式转换为协同治疗模式。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种蛋白自组装铁基纳米及其制备方法与抗肿瘤药物递送系统中的应用，利用生物矿化法制备蛋白自组装铁基纳米粒，通过GOx介导的饥饿治疗饿死肿瘤细胞，原位提高内源性H2O2水平，从而加速铁基材料催化的芬顿反应高效进行；并利用铁基纳米粒的光热转化能力提高GOx催化效率，协同促进肿瘤的治疗效果。为实现上述目的，本专利技术提出一种蛋白自组装铁基纳米粒的制备方法，所述蛋白自组装铁基纳米粒由葡萄糖氧化酶与铁基材料通过静电吸附作用结合，再通过溶剂交换法载入紫杉醇而成，其具体制备过程包括：(1)将葡萄糖氧化酶、氯化亚铁、硫化钠分别溶于水中，配制得到葡萄糖氧化酶溶液、氯化亚铁溶液和硫化钠溶液；(2)将氢氧化钠溶于水中，配制得到0.1M的氢氧化钠溶液；(3)取100～150μL氯化亚铁溶液缓慢滴加到葡萄糖氧化酶溶液中，磁力搅拌2～5min；(4)将氢氧化钠溶液滴加到步骤(3)所得溶液中，调节溶液pH为8～9；(5)取100～150μL硫化钠溶液立即加入到步骤(4)所得溶液中，避光磁力搅拌1～2h，得到的FeS-GOx纳米粒，再用超滤离心管以3000～5000r/min进行离心处理，然后使用PBS洗涤三次去除杂质，得到超微FeS-GOx纳米粒(FG)溶液；(6)将紫杉醇溶于乙醇溶液中，配制得到紫杉醇溶液；(7)取50～100μL紫杉醇溶液逐滴加入到超微FeS-GOx纳米粒(FG)溶液，避光磁力搅拌1～2h，然后再置于透析袋中透析24～48h，即得到蛋白自组装铁基纳米粒FeS-GOx@PTX。进一步地，所述步骤(1)中，葡萄糖氧化酶溶液浓度为15-20mg/ml，氯化亚铁溶液浓度为30-40mg/ml，硫化钠溶液浓度为5-7mg/ml。进一步地，所述步骤(5)中，磁力搅拌的温度为室温，搅拌速度为800～1000r/min。进一步地，所述步骤(7)中，紫杉醇溶液与超微FeS-GOx纳米粒溶液的体积比为1:40。进一步地，所述步骤(7)中，紫杉醇溶液浓度为15-20mg/ml。进一步地，所述步骤(7)中，磁力搅拌温度为室温，搅拌速度为600～800r/min。进一步地，所述FeS-GOx纳米粒的平均粒径为160-180nm,超微FeS-GOx纳米粒的平均粒径为12-30nm。进一步地，所述FeS-GOx纳米粒平均Zeta电位为﹣10至﹣12mV,超微FeS-GOx纳米粒的平均Zeta电位为﹣12至﹣14mV。根据本专利技术的第二方面还提出一种根据前述蛋白自组装铁基纳米粒的制备方法制备得到的蛋白自组装铁基纳米粒FeS-GOx@PTX。根据本专利技术的第三方面还提出一种蛋白自组装铁基纳米粒FeS-GOx@PTX在抗肿瘤药物递送系统中的应用与现有技术相比，本专利技术的显著的有益效果在于：(1)本专利技术利用葡萄糖氧化酶介导的催化反应，消耗肿瘤部位葡萄糖，提高原位H2O2水平，从而实现化学动力学-饥饿疗法联合治疗，为提高化学动力学试剂肿瘤治疗效率提供思路；(2)FeS铁基材料可作为一种光热治疗剂用于肿瘤治疗，利用其良好的光热转换效率及光稳定性提高葡萄糖氧化酶的催化效率，增效肿瘤治疗效果；(3)本专利技术通过蛋白自组装方法制备抗肿瘤纳米粒，制备方法简单，易于操作，可实现药物与酶的高效负载。应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的专利技术主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的专利技术主题的一部分。结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本专利技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本专利技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本专利技术教导的具体实施方式的实践中得知。附图说明附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本专利技术的各个方面的实施例，其中：图1是实施例1制备的FeS-GOx@PTX的粒径表征图。图2(a)-2(b)是实施例1制备的FeS-GOx@PTX在不同浓度下的下降曲线图和H2O2含量变化图，其中图2(a)是pH下降曲线图，图2(b)是H2O2含量变化图。图3是实施例1制备的FeS-GOx@PTX的羟基自由基的测定结果图。图4是FeS-GOx@PTX各处理组及对照组在不同浓度下对4T1细胞毒性比较图。图5是FeS-GOx@PTX各处理组及对照组生理盐水经尾静脉注射入乳腺癌荷瘤鼠后的治疗情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蛋白自组装铁基纳米粒的制备方法，其特征在于，所述蛋白自组装铁基纳米粒由葡萄糖氧化酶与铁基材料通过静电吸附作用结合，再通过溶剂交换法载入紫杉醇而成，其具体制备过程包括：/n(1)将葡萄糖氧化酶、氯化亚铁、硫化钠分别溶于水中，配制得到葡萄糖氧化酶溶液、氯化亚铁溶液和硫化钠溶液；/n(2)将氢氧化钠溶于水中，配制得到0.1M的氢氧化钠溶液；/n(3)取100～150μL氯化亚铁溶液缓慢滴加到葡萄糖氧化酶溶液中，磁力搅拌2～5min；/n(4)将氢氧化钠溶液滴加到步骤(3)所得溶液中，调节溶液pH为8～9；/n(5)取100～150μL硫化钠溶液立即加入到步骤(4)所得溶液中，避光磁力搅拌1～2h，得到的FeS-GOx纳米粒，再用超滤离心管以3000～5000r/min进行离心处理，然后使用PBS洗涤三次去除杂质，得到超微FeS-GOx纳米粒(FG)溶液；/n(6)将紫杉醇溶于乙醇溶液中，配制得到紫杉醇溶液；/n(7)取50～100μL紫杉醇溶液逐滴加入到超微FeS-GOx纳米粒(FG)溶液，避光磁力搅拌1～2h，然后再置于透析袋中透析24～48h，即得到蛋白自组装铁基纳米粒FeS-GOx@PTX。/n...

【技术特征摘要】
1.一种蛋白自组装铁基纳米粒的制备方法，其特征在于，所述蛋白自组装铁基纳米粒由葡萄糖氧化酶与铁基材料通过静电吸附作用结合，再通过溶剂交换法载入紫杉醇而成，其具体制备过程包括：
(1)将葡萄糖氧化酶、氯化亚铁、硫化钠分别溶于水中，配制得到葡萄糖氧化酶溶液、氯化亚铁溶液和硫化钠溶液；
(2)将氢氧化钠溶于水中，配制得到0.1M的氢氧化钠溶液；
(3)取100～150μL氯化亚铁溶液缓慢滴加到葡萄糖氧化酶溶液中，磁力搅拌2～5min；
(4)将氢氧化钠溶液滴加到步骤(3)所得溶液中，调节溶液pH为8～9；
(5)取100～150μL硫化钠溶液立即加入到步骤(4)所得溶液中，避光磁力搅拌1～2h，得到的FeS-GOx纳米粒，再用超滤离心管以3000～5000r/min进行离心处理，然后使用PBS洗涤三次去除杂质，得到超微FeS-GOx纳米粒(FG)溶液；
(6)将紫杉醇溶于乙醇溶液中，配制得到紫杉醇溶液；
(7)取50～100μL紫杉醇溶液逐滴加入到超微FeS-GOx纳米粒(FG)溶液，避光磁力搅拌1～2h，然后再置于透析袋中透析24～48h，即得到蛋白自组装铁基纳米粒FeS-GOx@PTX。


2.根据权利要求1所述的蛋白自组装铁基纳米粒的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，葡萄糖氧化酶溶液浓度为15-20mg/ml，氯化亚铁溶液浓度为30-40mg/ml，硫化钠溶液浓度为5-7mg/ml。


3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：任浩，李学明，雍佳慧，王永禄，孟政杰，徐妍，刘长牙，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32