一种级联催化型纳米治疗剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种级联催化型纳米治疗剂及其制备方法与应用。所述级联催化型纳米治疗剂包括：聚合物载体，以及位于所述聚合物载体内部的葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶和过氧化氢酶。本发明专利技术所述级联催化型纳米治疗剂是聚合物载体与葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶和过氧化氢酶形成的复合物，其中所述聚合物载体与葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶和过氧化氢酶通过疏水作用和静电相互作用结合，所述级联催化型纳米治疗剂可同时切断肿瘤细胞的多种营养来源，并缓解肿瘤部位的乏氧状况，实现对恶性肿瘤的强效饥饿治疗。疗。疗。

【技术实现步骤摘要】
一种级联催化型纳米治疗剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及生物医学纳米材料领域，尤其涉及一种级联催化型纳米治疗剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]肿瘤的发生依赖于细胞代谢重编程。肿瘤代谢的一个共同特征是能够从营养匮乏的环境中获取必需的营养物质，并利用这些营养来维持生存以及生成新的癌细胞。作为在哺乳动物细胞中支持生存和生物合成的主要营养物质之一，葡萄糖的代谢维持着各种碳中间体的生成，而这些中间体是各种大分子组装的基石。与正常细胞不同，肿瘤利用效率极低的有氧糖酵解产生维持生命活动的腺苷
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三磷酸(ATP)。因此，为了满足快速增长的生物能量和生物合成需求，癌细胞对葡萄糖异常依赖。基于此，切断葡萄糖相关能量代谢途径可以有效地抑制肿瘤的生长，且对机体毒副作用小，因此近年来受到科学家们的广泛关注。其中，葡萄糖氧化酶(GOx)作为一类氧化酶，可以高效地分解葡萄糖，在肿瘤治疗的背景下受到广泛的关注。然而，肿瘤细胞能量代谢调控网络错综复杂，葡萄糖并非唯一的能量来源，仅切断葡萄糖相关代谢途径无法实现真正意义上的饥饿治疗，且肿瘤内部多为乏氧环境，极大的限制了GOx对葡萄糖的催化性能。另外，GOx作为一种生物大分子，易被降解，其表面的负电性也严重限制其进入细胞。
[0003]因此，现有技术仍有待于改进和发展。

技术实现思路

[0004]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种级联催化型纳米治疗剂及其制备方法与应用，旨在解决现有的葡萄糖氧化酶介导的饥饿疗法的靶点单一和乏氧的问题。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]本专利技术的第一方面，提供一种级联催化型纳米治疗剂，其中，包括：聚合物载体(FP)，以及位于所述聚合物载体内部的葡萄糖氧化酶(GOx)、乳酸氧化酶(LOx)和过氧化氢酶(CAT)。
[0007]可选地，所述聚合物载体的质量和三酶(即所述葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、过氧化氢酶)的总质量的比为0.25～4。
[0008]可选地，所述葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、过氧化氢酶的质量比为1：1：1。
[0009]可选地，所述级联催化型纳米治疗剂为直径40～70nm的球形颗粒。
[0010]可选地，所述聚合物载体选自全氟碳链修饰的聚乙烯亚胺。
[0011]本专利技术的第二方面，提供一种本专利技术所述的级联催化型纳米治疗剂的制备方法，其中，包括步骤：将聚合物载体水溶液与葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、过氧化氢酶混合，并室温搅拌，得到所述级联催化型纳米治疗剂。
[0012]可选地，所述室温搅拌的时间为2～12h。
[0013]本专利技术的第三方面，提供一种本专利技术所述的级联催化型纳米治疗剂在制备治疗肿瘤制剂中的应用。
[0014]可选地，所述治疗为强效饥饿治疗。
[0015]有益效果：本专利技术所述级联催化型纳米治疗剂是一种能够持续供氧的用于肿瘤强饥饿治疗的纳米药物。其中，所述葡萄糖氧化酶和乳酸氧化酶作为营养阻断剂，以实现高效的饥饿治疗。过氧化氢酶分解过氧化氢产生氧气，以克服肿瘤乏氧对葡萄糖氧化酶和乳酸氧化酶介导的肿瘤饥饿疗法的限制，从而实现对肿瘤生长的强效抑制。本专利技术所述级联催化型纳米治疗剂，可以同时多途径切断肿瘤细胞的营养来源，并产生大量的活性氧，有效地遏制肿瘤生长。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例1中葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、过氧化氢酶与聚合物载体结合而成的FPGLC的TEM图。
[0017]图2为本专利技术实施例2中GOx、FPG、FPGL与FPGLC产生的双氧水对比图。
[0018]图3为本专利技术实施例3中LOx、FPL、FPGL与FPGLC产生的双氧水对比图。
[0019]图4为本专利技术实施例4中CAT、FP与FPGLC产生的氧气对比图。
[0020]图5为本专利技术实施例5中不同处理组的细胞培养基中葡萄糖浓度图。
[0021]图6为本专利技术实施例6中不同处理组的细胞培养基中乳酸浓度图。
[0022]图7为本专利技术实施例7中不同处理组的细胞内ATP浓度图。
[0023]图8为本专利技术实施例8中不同处理组在乏氧条件下的细胞存活率图。
[0024]图9为本专利技术实施例9中不同处理组在小鼠肿瘤靶向荧光成像图。
[0025]图10为本专利技术实施例10中不同处理组对肿瘤血氧饱和度的改善图。
[0026]图11为本专利技术实施例11中不同处理组对肿瘤生长的抑制效果图。
具体实施方式
[0027]本专利技术提供一种级联催化型纳米治疗剂及其制备方法与应用，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0028]本专利技术实施例提供一种级联催化型纳米治疗剂，其中，包括：聚合物载体，以及位于所述聚合物载体内部的葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶和过氧化氢酶。
[0029]本实施例所述级联催化型纳米治疗剂是葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、过氧化氢酶与聚合物形成的复合物。聚合物作为载体，与葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、过氧化氢酶通过疏水作用及静电相互作用结合。三酶(葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、过氧化氢酶)位于所述聚合物载体的内部。
[0030]本实施例中，所述级联催化型纳米治疗剂是一种能够持续供氧的用于肿瘤强饥饿治疗的纳米药物。其中，所述葡萄糖氧化酶和乳酸氧化酶作为营养阻断剂，以实现高效的饥饿治疗。过氧化氢酶分解过氧化氢产生氧气，以克服肿瘤乏氧对葡萄糖氧化酶和乳酸氧化酶介导的肿瘤饥饿疗法的限制，从而实现对肿瘤生长的强效抑制。所述级联催化型纳米治疗剂能够同时实现肿瘤的靶向递送和强效饥饿治疗。
[0031]进一步地，所述聚合物载体的质量和所述三酶的总质量的比为0.25～4，以提高三酶的递送效率，进而达到良好的治疗效果。
[0032]进一步地，所述葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、过氧化氢酶的质量比为1：1：1。
[0033]进一步地，所述级联催化型纳米治疗剂为直径40～70nm的球形颗粒。
[0034]本实施例中，所述聚合物载体还可递送超氧歧化酶、尿酸酶、草酸氧化酶、凝血酶、蛋白质激酶、透明质酸酶、铁蛋白、胶原蛋白、丝蛋白、脂蛋白和重组蛋白等中的一种或多种。
[0035]进一步地，所述聚合物载体选自全氟碳链修饰的聚乙烯亚胺。所述全氟碳链修饰的聚乙烯亚胺的制备方法，可以包括以下步骤：将聚乙烯亚胺和3
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(全氟正己基)环氧丙烷在甲醇中混合，然后在室温下搅拌；经过透析和冻干后，得到所述全氟碳链修饰的聚乙烯亚胺。
[0036]本专利技术实施例提供一种如上所述的级联催化型纳米治疗剂的制备方法，其中，包括步骤：将聚合物载体水溶液与葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、过氧化氢酶混合，并室温(15
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25℃)搅拌，得到所述级联催化型纳米治疗剂。需说明的是，本实施例中采用的水为灭菌水，无需去除，可以直接使用。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种级联催化型纳米治疗剂，其特征在于，包括：聚合物载体，以及位于所述聚合物载体内部的葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶和过氧化氢酶。2.根据权利要求1所述的级联催化型纳米治疗剂，其特征在于，所述聚合物载体的质量和所述葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、过氧化氢酶的总质量的比为0.25～4。3.根据权利要求1所述的级联催化型纳米治疗剂，其特征在于，所述葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、过氧化氢酶的质量比为1：1：1。4.根据权利要求1所述的级联催化型纳米治疗剂，其特征在于，所述级联催化型纳米治疗剂为直径40～70nm的球形颗粒。5.根据权利要求1所述的级联催化型纳米治疗剂，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄鹏，肖亚平，林静，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：