一种纳米复合物及应用制造技术

本发明专利技术涉及一种纳米复合物及应用，属于医药技术领域。本发明专利技术通过mPEG

A nanocomposite and its application

【技术实现步骤摘要】
一种纳米复合物及应用


[0001]本专利技术涉及一种纳米复合物及应用，属于医药


技术介绍

[0002]脓毒症是机体对感染的反应失调而导致危及生命的器官功能障碍。相关研究表明每年全球脓毒症患者数＞1900万，其中有600万患者死亡，病死率超过25%，发达国家的脓毒症死亡率在20%以上，超过心肌梗死的死亡率。存活的患者中约有300万人存在认知功能障碍，严重影响生活质量。65岁以上人群、婴儿、免疫功能低下患者和慢性病患者(自身免疫性疾病、肿瘤、肾脏疾病、肺部疾病等)对脓毒症的易感性最高。脓毒症休克也是当前新冠病毒（COVID
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19）肺炎重症患者常见的临床表现之一。目前脓毒症药物治疗主要包括液体治疗（晶体液、白蛋白），抗菌药物，血管活性药物（去甲肾上腺素），糖皮质激素等。由于个体差异大、老龄化、抗菌药物耐药性急剧增加等因素，脓毒症的发病率和死亡率居高不下，急需开发脓毒症的治疗药物来满足临床需求。
[0003]尽管脓毒症的发病机理极为复杂，但大量研究表明，脓毒症尤其感染性休克时，机体会产生大量的以过氧化氢为代表的活性氧（Reactive Oxygen Species ROS），消耗大量抗氧化成分，此同时由于缺血缺氧导致合成抗氧化成分所需要的酶原料缺乏，难以充分合成机体抗氧化成分，或合成这些抗氧化成分的细胞受损、功能障碍，导致机体ROS清除能力下降，H2O2可能局部或系统地积累，H2O2与含硫残基(半胱氨酸和蛋氨酸)氧化蛋白质，并与过渡金属(如铁)反应，产生高活性的下游ROS。在反应途径和动力学的背景下，消除过量的H2O2对于最大限度地减少下游ROS的形成，防止氧化损伤，避免免疫致病是至关重要的。一直以来，维生素C是临床治疗中常用的抗氧化剂，但由于反应效率低其在治疗脓毒症的效果中存在差异。
[0004]过氧化氢酶（Catalase CAT）是肝脏、红细胞和肺泡上皮细胞中普遍存在的最丰富的抗氧化酶，是分解H2O2最有效的催化剂。一个CAT分子可以在1秒内分解107个H2O2分子，可最大程度减少下游ROS的形成，抑制过度的炎症反应，减轻继发性的组织器官损害，改善患者的预后。然而，CAT通常表现出较差的稳定性和较短的半衰期，限制其在临床上应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术存在的缺陷，提出一种纳米复合物、其制备方法及应用,为脓毒症药物的研究提供新的途径。
[0006]本专利技术通过以下技术方案解决技术问题： 本专利技术首先提供一种纳米复合物，该纳米复合物由mPEG
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NHS 20K修饰过氧化氢酶形成。
[0007]为了探索CAT的治疗用途，本专利技术使用FDA批准的可在体内注射药用的合成聚合物PEG修饰CAT，增强CAT药物的稳定性，细胞穿透性及体内循环时间，达到消除细胞内过量H2O2来治疗脓毒症的目的。
[0008]具体方法如下：
将过氧化氢酶溶于pH8.0，0.2M的磷酸盐缓冲液中，缓慢加入溶解于二甲基亚砜中的PEG
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NHS20K常温反应2h，离心法除去未反应的聚乙二醇并更换为pH7.4的磷酸盐缓冲溶液。，得到纳米复合物。
[0009]其中，聚乙二醇与过氧化氢酶的摩尔比为500:1。
[0010]过氧化氢酶是机体抗氧化体系的一种关键酶，是肝脏、红细胞和肺泡上皮细胞中普遍存在的最丰富的抗氧化酶，可高效分解生理和病理条件下机体产生的过氧化氢，减轻由活性氧（ROS）对组织造成的氧化损伤，抑制过度的炎症反应。由于外源过氧化氢酶在血液循环中迅速被代谢失活，血浆半衰期极短。此外，外源过氧化氢酶对储存环境变化比较敏感，容易变性失活，不稳定。这些因素限制了过氧化氢酶在药理学研究和临床上的应用。本专利技术选用PEG
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20K作为修饰剂对外源过氧化氢进行结构修饰，通过对修饰前后的过氧化氢酶的酶学性质进行比较，PEG修饰后的过氧化氢酶保留了原有的高活力。由于PEG的屏蔽作用，PEG修饰后的过氧化氢酶复合物表面的电性接近中性。体外研究表明，过氧化氢酶可以下调激活的白细胞（WBC）产生的TNF
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α，IL
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1β，IL
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6，IL
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10，保护健康的肺上皮细胞免受激活的白细胞的损伤，实验结果提示，过氧化氢酶有可能作为一种免疫调节剂用于治疗炎症反应。体内研究表明，静脉内给药后，PEG修饰的过氧化氢酶与未修饰的天然过氧化氢酶相比，在小鼠体内有更长的循环时间。在体内通过催化H2O2分解为无毒的H2O和O2，降低细胞内ROS水平，降低血清中炎症因子水平，减缓脓毒症病理过程，减少组织损伤，最终降低小鼠的死亡率。实验结果提示，PEG化的过氧化氢酶具备进一步研究开发为与ROS相关疾病的治疗。
[0011]本专利技术通过mPEG
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NHS20K修饰过氧化氢酶（CatalaseCAT）获到高活力保留的CAT
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PEG，具有良好的水溶性，体内长循环性及生物相容性。与天然过氧化氢酶相比，更有助于缓解细胞内ROS应激，调节细胞因子的产生，减轻由ROS引起的损伤。为脓毒症的药物应用提供新的途径。
附图说明
[0012]图1CAT与CAT
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PEG的HPLC图谱。
[0013]图2CAT与CAT
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PEG的粒径表征图。
[0014]图3CAT与CAT
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PEG的表面电荷图。
[0015]图4CAT
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PEG的TEM图。
[0016]图5CAT与CAT
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PEG的活性比较图。
[0017]图6经LPS激活的WBC和不同浓度的CAT
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PEG培养的HPAEpiC培养液中TNF
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α、IL
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1β、IL
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6和IL
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10的浓度图。
[0018]图7小鼠静脉注射CAT,CAT
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PEG后血液中CAT活性随时间变化曲线。
具体实施方式
[0019]实施例1本实施例通过以下方法制备纳米复合物：1，过氧化氢酶的PEG修饰CAT溶于磷酸盐缓冲液（PH=8.0，0.2M）中，缓慢加入溶解于DMSO中的PEG
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NHS20K
（1：500,n/n,CAT:PEG）常温反应2h，离心法除去未反应的PEG并更换为PH=7.4的磷酸盐缓冲溶液。
[0020]2，过氧化氢酶的活性测试将制备好的CAT
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PEG通过紫外分光光度法用过氧化氢酶活性检测试剂盒检测过氧化氢酶的活性。具体步骤如下：取1mLH2O2溶液（PH=7.4，0.1MHEPES缓冲液，H2O2浓度：0.03%w/v）于1mL石英比色皿中，再加入35
µ
L样本，混匀5s；室温下立即测定240nm下的初始吸光值A1和1min后的吸光值A2。计算ΔA=A1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米复合物，由mPEG
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NHS 5K或20K修饰过氧化氢酶形成。2.根据权利要求1所述纳米复合物的制备方法，其特征在于:将过氧化氢酶溶于pH 8.0，0.2M的磷酸盐缓冲液中，缓慢加入溶解于二甲基亚砜中的PEG
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NHS 5K
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20K常温反应 2
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6h...

【专利技术属性】
技术研发人员：严然，
申请(专利权)人：严然，
类型：发明
国别省市：