CaPB纳米颗粒在制备视网膜退行性疾病治疗药物中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种钙取代的普鲁士蓝类似物(CaPB)纳米颗粒在制备视网膜退行性疾病治疗药物中的应用。该纳米颗粒的内核为钙离子均匀掺杂的普鲁士蓝骨架结构，表面修饰有具有生物相容性的聚乙烯吡咯烷酮，可由铁氰根离子、钙离子和聚乙烯吡咯烷酮自组装而成。该纳米颗粒可以进入细胞，并通过简单的离子交换方法选择性地结合细胞内铁，从而防止由亚铁离子作为氧化应激来源导致的视网膜色素上皮细胞变性相关疾病的发生，是一种很有前景的氧化应激介导的视网膜细胞损伤疾病治疗的替代方案。导的视网膜细胞损伤疾病治疗的替代方案。导的视网膜细胞损伤疾病治疗的替代方案。

【技术实现步骤摘要】
CaPB纳米颗粒在制备视网膜退行性疾病治疗药物中的应用


[0001]本专利技术涉及视网膜退行性疾病治疗药物，尤其涉及一种钙取代的铁结合普鲁士蓝类似物纳米颗粒在制备视网膜退行性疾病治疗药物中的应用。

技术介绍

[0002]视网膜色素上皮细胞(RPE)在视网膜富氧微环境中为光感受器细胞的正常功能和生存提供支持，其主要通过发挥各种生物学作用，包括经上皮转运液体和营养物质，构成外部血
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视网膜屏障，吞噬光感受器外节碎片等。因此，RPE功能障碍可导致多种眼疾，并伴有不同程度视力损害甚至失明，其中以年龄相关性黄斑变性(AMD)最为受累疾病之一。目前，全球45岁及以上人群中AMD的患病率约为8.7％。AMD分为非新生血管性和新生血管性两大类型。目前抗血管治疗对于新生血管性AMD患者的治疗效果是有限的，而对于非新生血管性AMD几乎没有令人满意的治疗策略，因此研发AMD患者的治疗药物是迫切需要的。
[0003]在AMD的发展过程中，明确的病因尚不清楚。然而，人们普遍认为在代谢活跃的RPE中，有害的氧化应激是导致RPE易损性增加和随后的光感受器细胞退化的主要因素，最终导致中央视力损害或失明。研究表明亚铁离子作为氧化应激的典型来源之一广泛参与了AMD的发生发展。与同龄人的健康黄斑相比，在AMD的病变黄斑中，除Bruch膜外，RPE细胞中总铁水平更高，在干性AMD的房水中检测到铁浓度增加2倍以上；此外，眼内出血释放的过量铁可诱发视网膜炎症和不饱和磷脂的过氧化作用，这些研究表明，在AMD进展过程中，铁毒性和氧化应激与RPE死亡密切相关，提示高效的铁还原提供了一个更好的策略来防治这类疾病。文献报道去铁胺(DFO)是一种典型的铁螯合剂，但在人体静脉注射后，其在血浆清除的半衰期约5
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10分钟。此外，DFO主要积聚在溶酶体中，仅通过螯合溶酶体铁来保护细胞。然而，RPE中的铁超载也涉及线粒体铁稳态的破坏，表明DFO在减轻铁超载和氧化应激诱导的RPE损伤方面的作用有限。因此，本领域的技术人员致力于开发一种能长效抑制氧化应激，从而防护视网膜细胞的药物。
[0004]Fe与[Fe(CN)6]4‑
反应，生成深蓝色的沉淀，被称为普鲁士蓝(Prussian Blue)，即亚铁氰化铁；而Fe与[Fe(CN)6]3‑
的反应，生成深蓝色的沉淀被称为滕氏蓝(Turnbull's blue)，即铁氰化亚铁。两种产物表现出相似的颜色(蓝色)，且含有完全相同的化学元素和化学式络合结构。普鲁士蓝具有立方结构，在常温常压下稳定，不溶于水，溶于酸、碱。

技术实现思路

[0005]为实现上述目的，本专利技术在普鲁士蓝的结构基础上，开发了一种视网膜退行性疾病治疗药物，该药物包括一种钙取代的普鲁士蓝类似物(CaPB)纳米颗粒，其内核为钙离子均匀掺杂的普鲁士蓝骨架结构，表面修饰有具有生物相容性的聚乙烯吡咯烷酮。
[0006]进一步，所述CaPB纳米颗粒由铁氰根离子、钙离子和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)自组装而成；其自组装形式如图1所示，CaPB内核的骨架结构如图2所示，其分子式为KCa[Fe
III
(CN)6]。
[0007]进一步，所述纳米颗粒的直径为20
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50nm，优选为30
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40nm。
[0008]优选地，PVP的重均分子量Mw为9500
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10500。
[0009]优选地，所述CaPB纳米颗粒可以通过以下制备方法制得：在强酸性环境下，将铁氰化钾滴加入含钙离子的PVP溶液中。
[0010]与DFO相比，有效的CaPB纳米颗粒可以进入细胞，并通过简单的离子交换方法选择性地结合细胞内铁，而亚铁离子可通过芬顿催化剂触发活性氧(ROS)的生成，因此提示CaPB纳米颗粒可以有效抑制氧化应激，从而防护视网膜色素上皮细胞及光感受器细胞变性，最终保护视功能。
[0011]本专利技术所述的CaPB纳米颗粒可用于制备由亚铁离子作为氧化应激来源导致的视网膜色素上皮细胞变性相关疾病的治疗药物。
[0012]本专利技术所述的CaPB纳米颗粒可用于视网膜退行性疾病的治疗，包括AMD、糖尿病视网膜病、视网膜色素变性等相关疾病。
[0013]进一步，前述的治疗药物，还包括药学上可接受的载体或赋形剂。
[0014]在本专利技术的一种实施方式中，所述治疗药物的给药方式为玻璃体腔注射。给药后玻璃体腔内CaPB纳米颗粒浓度优选为100
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300ppm，进一步优选为150
‑
250ppm。
[0015]进一步，所述治疗药物在体内的有效时间大于两周，更优为大于四周。
[0016]本专利技术用提供了一种制备简单、生物相容性好、效力长久的视网膜退行性疾病治疗药物，为视网膜结构和视功能的保护，以及为氧化应激介导的视网膜细胞损伤疾病提供有前景的替代方案。
附图说明
[0017]图1是CaPB纳米颗粒自组装过程的示意图，其中球形结构代表普鲁士蓝类似物形成的内核，针状结构代表PVP修饰；
[0018]图2是钙离子取代普鲁士蓝骨架的结构示意图；
[0019]图3是CaPB纳米颗粒的透射电镜图像和相应的粒子分析；
[0020]图4显示了CaPB(40ppm)或DFO(75μM)处理NaIO3诱导ARPE
‑
19细胞(视网膜色素上皮细胞系)24小时后，检测细胞内亚铁离子浓度的染色定量分析统计结果；
[0021]图5显示了NaIO3处理小鼠后第2、3、4周分离出的视网膜色素上皮细胞(mRPE)中检测亚铁离子浓度的结果，以及用CaPB处理NaIO3诱导的小鼠第2、3、4周后检测亚铁离子浓度的结果；
[0022]图6显示了通过免疫印迹(western blot)检测mRPE中视网膜色素上皮细胞标志物ZO
‑
1、RPE65和RLBP1的蛋白表达结果及进一步的定量统计结果；
[0023]图7显示了视网膜切片用免疫荧光染色RPE65蛋白和RLBP1蛋白的定量统计结果；
[0024]图8显示了mRPE铺片行ZO
‑
1免疫荧光染色评估视网膜色素上皮细胞形态学变化的结果，比例尺20μm；
[0025]图9显示了图8中ZO
‑
1蛋白的荧光定量统计结果；
[0026]图10是用CaPB(200ppm)或DFO(100μM)玻璃体腔内处理NaIO3诱导的小鼠4周后的眼底照片；
[0027]图11显示了采用CaPB或DFO玻璃体腔内处理NaIO3诱导的小鼠4周后，视网膜切片
中视网膜细胞核厚度的测量结果；
[0028]图12显示了采用CaPB或DFO玻璃体腔内处理NaIO3诱导的小鼠4周后，通过频域光学相干断层扫描(SD
‑
OCT)评估视网膜全层厚度(以竖线长度表示)的结果；
[0029]图13显示了采用CaPB或DFO玻璃体腔内处理NaI本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种视网膜退行性疾病治疗药物，其特征在于，所述药物包括钙取代的普鲁士蓝类似物纳米颗粒，其内核为钙离子均匀掺杂的普鲁士蓝骨架结构，表面修饰有聚乙烯吡咯烷酮。2.如权利要求1所述的视网膜退行性疾病治疗药物，其特征在于，所述钙取代的普鲁士蓝类似物纳米颗粒由铁氰根离子、钙离子和聚乙烯吡咯烷酮自组装而成。3.如权利要求1所述的视网膜退行性疾病治疗药物，其特征在于，所述内核的分子式为KCa[Fe
III
(CN)6]。4.如权利要求1所述的视网膜退行性疾病治疗药物，其特征在于，所述钙取代的普鲁士蓝类似物纳米颗粒的直径为20
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50nm。5.如权利要求1所述的视网膜退行性疾病治疗药物，其特征在于，聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷平，汤志敏，陈雨，霍敏锋，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：