一种miR181a-二氧化锰纳米复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种miR181a

【技术实现步骤摘要】
一种miR181a
‑
二氧化锰纳米复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及结肠癌放射治疗
，具体涉及一种miR181a
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二氧化锰纳米复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]结肠癌是常见的发生于结肠部位的消化道恶性肿瘤，好发于直肠与乙状结肠交界处，发病率占胃肠道肿瘤的第3位。尽管目前对结肠癌分子机制的研究取得了一定进展，但针对结肠癌的标准药物治疗仍存在局限。肿瘤微环境(TME)包含参与肿瘤血管生成的多种细胞类型。肿瘤在增殖的过程中，对于营养以及氧气的需求是逐渐变化的，一旦肿瘤病灶直径超过几毫米，出现缺氧和营养缺乏状态，将会触发肿瘤的“血管生成开关”，使肿瘤内部血管新生显著增加，肿瘤快速进展。缺氧诱导因子(HIF
‑
1α)是一种转录因子，在肿瘤微环境中呈现高度表达。其对于肿瘤的增殖、凋亡、血管生成和厌氧糖酵解等细胞功能有调节作用，并通过调节细胞状态来增强肿瘤细胞对低氧的适应性。由于肿瘤缺氧，肿瘤细胞从氧化磷酸化转变为厌氧糖酵解，会产生大量乳酸，大量乳酸的产生在加上肿瘤组织周围不完整的脉管系统，使分解代谢产物累积，促成了微环境中的低pH环境。研究表明，HIF
‑
1α对于肿瘤部位的血管生成有重要的调节作用，这主要是通过调控血管内皮生长因子(VEGF)来完成的。同时缺氧还对目前一些治疗手段造成抵抗作用。如缺氧会诱导p
‑
糖蛋白(P
‑
gp)的上调，从而使细胞内药物被泵出细胞，导致细胞产生耐药性并导致化疗失败。
[0003]目前，结肠癌的治疗是以手术为主，辅以化疗、放疗和靶向治疗等的综合性治疗手段。放射治疗是结肠癌的综合治疗的重要组成部分，在术前进行放射治疗能使肿瘤体积缩小，减少术中出血，降低肿瘤的分期，提高根治性切除率。特别在并发转移的中、晚期患者，放射治疗对控制肿瘤的生长、转移起着重要的作用。但是较之于其他恶性肿瘤，结肠癌对于常规放疗的治疗方案相对不敏感。临床上，由于邻近正常组织放射耐受剂量的限制，很难达到足够的照射剂量。由于放射治疗引起的肿瘤细胞耐药性和低氧肿瘤微环境的存在，放射治疗常常失败。这种耐药性与肿瘤微环境缺氧、细胞周期阻滞及相关基因改变有关。基于以上原因，提高肿瘤对辐射的敏感性是至关重要的。
[0004]miRNA是在真核生物中发现的一类内源性的具有调控功能的非编码RNA，其大小长约20
‑
25个核苷酸。miRNA在转录后或翻译水平上调节靶基因的功能，参与细胞增殖、凋亡和代谢等生理和病理过程。miRNA可以调控人类三分之一以上的mRNA。近年来的研究发现，miRNA通过靶向于促/抗血管生成因子(包括RTKs信号蛋白、缺氧诱导因子(HIF)、VEGF、TSP
‑
1和活性氧(ROS)等)调控肿瘤血管生成。miRNA具有组织特异性，而且在肿瘤状态下，有一些特异性的miRNAs会发生表达失调。miRNA可以靶向几十甚至上百个基因的表达，处于复杂调控网络的中心，一旦miRNA发生变化，将会影响到下游靶基因的表达，进而影响细胞的功能。miRNA模拟物MRX34已进入I期临床试验。在肿瘤学领域，miRNA的研究普遍集中于监测肿瘤的发生发展和靶向肿瘤治疗。近年来随着肿瘤个体化治疗研究的不断深入，已有多篇文献报道miRNA与某些抗肿瘤药物疗效密切相关。然而，miRNA治疗的障碍，如在生物条件下固有
的脆弱性、次优的递送效率和快速的血液清除，仍然没有解决。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种miR181a
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二氧化锰纳米复合材料及其制备方法和应用。本专利技术的miR181a
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二氧化锰纳米复合材料在弱酸性肿瘤微环境中表现出显著的H2O2分解活性，减轻了肿瘤缺氧，提高了结肠癌细胞对放疗的敏感性；同时还可以直接引起放疗后DNA损伤，进一步提高了结肠癌的治疗效果。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术的第一方面，提供一种miR181a
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二氧化锰纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)将KMnO4溶液和聚烯丙基胺盐酸盐溶液混合反应，得到MnO2纳米粒子分散液；
[0009](2)向MnO2纳米粒子分散液中加入miR181a溶液，搅拌2
‑
4h；然后加入甲基咪唑溶液，搅拌20
‑
40min，再加入硝酸锌溶液，反应20
‑
40min，离心、洗涤，得到miR181a/MnO2@ZIF
‑
8分散液；
[0010](3)将miR181a/MnO2@ZIF
‑
8分散液和C18
‑
PMH
‑
PEG混合；在冰水浴中超声处理，离心，收集上清液，即制得miR181a
‑
二氧化锰纳米复合材料。
[0011]优选的，步骤(1)中，所述KMnO4溶液的浓度为3
‑
4mg/ml，所述聚烯丙基胺盐酸盐溶液的浓度为35
‑
40mg/ml；所述KMnO4溶液与聚烯丙基胺盐酸盐溶液的体积比为(8
‑
10):1。
[0012]优选的，步骤(1)中，所述KMnO4溶液和聚烯丙基胺盐酸盐溶液混合反应的时间为20
‑
30分钟。
[0013]聚烯丙基胺盐酸盐溶液是一种阳离子聚电解质，其能够将高锰酸钾还原为二氧化锰纳米粒子。
[0014]优选的，步骤(2)中，所述miR181a溶液的浓度为0.7
‑
0.9mg/ml，所述甲基咪唑溶液的浓度为0.5
‑
1.5mg/ml，所述硝酸锌溶液的浓度为0.5
‑
1.5mg/ml；
[0015]所述MnO2分散液、miR181a溶液、甲基咪唑溶液和硝酸锌溶液的体积比为2：(0.8
‑
1):2:2。
[0016]优选的，步骤(2)中，miR181a溶液中的miR181a为miR181a
‑2‑
3p，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示；具体如下：
[0017]Sense strand:AACAUUCAACGCUGUCGGUGAGU；(SEQ ID NO.1)
[0018]antisense strand:UCACCGACAGCGUUGAAUGUUUU。(SEQ ID NO.2)
[0019]优选的，步骤(3)中，miR181a/MnO2@ZIF
‑
8和C18
‑
PMH
‑
PEG按质量比为(5
‑
15):100混合。
[0020]优选的，步骤(3)中，所述超声频率为25
‑
35kHz，超声时间为80
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种miR181a
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二氧化锰纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将KMnO4溶液和聚烯丙基胺盐酸盐溶液混合反应，得到MnO2纳米粒子分散液；(2)向MnO2纳米粒子分散液中加入miR181a溶液，搅拌2
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4h；然后加入甲基咪唑溶液，搅拌20
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40min，再加入硝酸锌溶液，反应20
‑
40min，离心、洗涤，得到miR181a/MnO2@ZIF
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8分散液；(3)将miR181a/MnO2@ZIF
‑
8分散液和C18
‑
PMH
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PEG混合；在冰水浴中超声处理，离心，收集上清液，即制得miR181a
‑
二氧化锰纳米复合材料。2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述KMnO4溶液的浓度为3
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4mg/ml，所述聚烯丙基胺盐酸盐溶液的浓度为35
‑
40mg/ml；所述KMnO4溶液与聚烯丙基胺盐酸盐溶液的体积比为(8
‑
10):1。3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述KMnO4溶液和聚烯丙基胺盐酸盐溶液混合反应的时间为20
‑
30分钟。4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述miR181a溶液的浓度为0.7
‑
0.9mg/ml，所述甲基咪唑溶液的浓度为0.5
‑
1.5mg/ml，所述硝酸锌溶液的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周代君，李智慧，曾晓玲，陈滔，刘琦，
申请(专利权)人：中国人民解放军西部战区总医院，
类型：发明
国别省市：