基于牛奶外泌体的功能化载药外泌体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于涉及生物技术与制药工程技术领域，公开了一种基于牛奶外泌体的功能化载药外泌体及其制备方法和应用，功能化载药外泌体包括载体以及水不溶性药物，水不溶性药物装载于载体的内部；其中，载体的表面装载有功能化分子的牛奶外泌体，功能化分子为磷脂酰丝氨酸、能够实现巨噬细胞靶向的分子和提升牛奶外泌体靶向性及稳定性的分子或聚合物中任意一种；水不溶性药物为抗菌药物、抗肿瘤药物和基因药物中任意一种。本发明专利技术中功能化载药外泌体可以提高口服给药的胃肠道稳定性、提升抗细菌病原体疗效；拓展了牛奶外泌体在抗肠道细菌感染和食品保鲜领域的应用范围，牛奶中的外泌体含量十分丰富，便于大规模制备，具有重要的应用价值。用价值。用价值。

【技术实现步骤摘要】
基于牛奶外泌体的功能化载药外泌体及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及生物技术与制药工程
，尤其涉及一种基于牛奶外泌体的功能化载药外泌体及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]肠道是机体的重要屏障，也是最容易发生感染的地方，导致肠道感染的有细菌感染、真菌感染或蠕虫感染等不同感染类型，其中，MDR细菌病原体引起的病毒性肠道感染正变得越来越严重，所以，MDR细菌病原体引起的病毒性肠道感染是亟需解决的重大问题。
[0003]抗菌药物一直是控制和治疗微生物感染的首选手段，在保护人类和动物健康方面发挥举足轻重的作用。由于抗菌药物的广泛和不合理使用，加速了细菌耐药性的出现、流行和快速传播，致使许多临床抗菌药物在使用过程中逐渐表现出治疗效率降低甚至无效。再加上多药耐药频繁的被发现，例如大肠杆菌中的NDM
‑
1和MCR
‑
1，革兰氏阴性菌的抗菌药耐药性更为严重，对全球公共卫生安全构成严重威胁。据估计，到2050年，耐药性细菌每年将导致1000万人死亡和100万亿美元的经济损失。因此，如何合理使用抗菌药物、提升其治疗治疗效果、延长现有抗菌药物的使用寿命，以及突破溶解度差的抗菌药物在口服给药中疗效受到的限制仍待解决。
[0004]几十年来，各种合成纳米颗粒递送系统已经出现并被用于改善抗菌药物的药代动力学和药效学特征。当由递送系统携带时，抗菌药物的清除和组织分布特征主要受载体特性而非抗菌药物分子的理化性质的影响。因此，合成药物递送系统已被开发用于提高药物疗效和治疗指数，同时最大限度地减少药物毒性和脱靶副作用。脂质体、胶束、树枝状聚合物、纳米胶囊和纳米海绵等是合成药物递送系统中最突出的例子。尽管这些载体为抗菌药物递送提供了优势，但在临床转化过程中仍存在许多障碍。例如，载体的安全性、稳定性等一直是制约其发展的重要因素。
[0005]近年来，生物或仿生药物载体领域迅猛发展。细胞外囊泡是细胞衍生的膜结构，能够将各种活性生物分子从生产细胞运输到受体细胞，从而改变受体细胞的生理机能。这种能力引起了人们对用于治疗应用的细胞外囊泡的极大关注，并作为一种抗菌药物的潜在载体。但是，由于细胞外囊泡的产率低、稳定性差，不利于用于治疗病毒性肠道感染或其他肠道疾病的难溶性药物的口服递送，且现有递送载体在食品保鲜领域受安全性不明的困扰，极大限制其在食品保鲜领域的应用。
[0006]为此，本专利技术提供一种基于牛奶外泌体的功能化载药外泌体及其制备方法和应用。

技术实现思路

[0007]为了解决上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种基于牛奶外泌体的功能化载药外泌体及其制备方法和应用。
[0008]本专利技术的一种基于牛奶外泌体的功能化载药外泌体及其制备方法和应用是通过
以下技术方案实现的：
[0009]本专利技术的第一个目的是提供一种基于牛奶外泌体的功能化载药外泌体，包括载体以及水不溶性药物，所述水不溶性药物装载于所述载体的内部；
[0010]其中，所述载体的表面装载有功能化分子的牛奶外泌体，所述功能化分子为磷脂酰丝氨酸、能够实现巨噬细胞靶向的分子、以及提升牛奶外泌体靶向性及稳定性的分子或聚合物中任意一种；
[0011]所述水不溶性药物为抗菌药物、抗肿瘤药物和基因药物中任意一种。
[0012]进一步地，所述水不溶性药物为α
‑
倒捻子素。
[0013]进一步地，所述能够实现巨噬细胞靶向的分子为半乳糖、乳糖、甘露糖和叶酸中任意一种。
[0014]进一步地，所述提升牛奶外泌体靶向性及稳定性的分子或聚合物为胆固醇或聚乙二醇PEG。
[0015]进一步地，当所述装载有功能化分子的牛奶外泌体中还含有标志性蛋白；
[0016]所述标志性蛋白为TSG101、Flotillin
‑
1、CD63、CD81、Alix、HSP60中任意一种。
[0017]进一步地，所述载体的粒径为35～1000nm。
[0018]本专利技术的第二个目的是提供一种上述功能化载药外泌体的制备方法，包括以下步骤：
[0019]步骤1，将水不溶性药物装载于牛奶外泌体的内部，获得载药外泌体；
[0020]步骤2，将功能化分子装载于所述载药外泌体的表面，获得功能化载药外泌体；
[0021]其中，所述功能化分子为磷脂酰丝氨酸、能够实现巨噬细胞靶向的分子、以及提升牛奶外泌体靶向性及稳定性的分子或聚合物中任意一种。
[0022]进一步地，步骤1中，所述装载方式为共孵育、电穿孔、超声处理、共挤出和反复冻融中任意一种。
[0023]进一步地，所述牛奶外泌体由牛奶中分离获得，且所述分离方式为超速离心技术、尺寸排阻色谱技术、密度梯度离心技术和免疫分离技术中的任意一种或多种。
[0024]本专利技术的第三个目的是提供一种上述功能化载药外泌体在作为药物递送系统中的应用。
[0025]本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0026]本专利技术以牛奶中含量丰富的牛奶外泌体为载体，牛奶外泌体具有囊泡结构，从而能够实现将水不溶性药物装载于所述牛奶外泌体的内部，获得载药外泌体，以显著提高水不溶性药物的溶液稳定性；再通过磷脂酰丝氨酸、半乳糖、乳糖、甘露糖和叶酸等功能化分子对载药外泌体进行功能化处理，获得靶向功能化载药外泌体，从而使其对巨噬细胞具有显著靶向性，通过本专利技术的方式形成药物递送体系，能够有效提升抗细菌感染疗效。
[0027]且本专利技术获得的功能化载药外泌体对肠道黏液具有良好的穿透能力，且对治疗产气荚膜梭菌引起的肠道坏死性肠炎具有良好保护效果。进一步可以通过胆固醇、聚乙二醇修饰提升稳定性和肠道黏液渗透性，进而提升疗效。
[0028]本专利技术的功能化载药外泌体可以提高口服给药的胃肠道稳定性、提升抗细菌病原体疗效；牛奶外泌体来源于牛奶，安全性极高，保障食品安全和抗菌有效性；拓展了牛奶外泌体在抗肠道细菌感染和食品保鲜领域的应用范围，牛奶中的外泌体含量十分丰富，便于
大规模制备，具有重要的应用价值。
附图说明
[0029]图1为分离牛奶外泌体Exo的粒径分布，其中，曲线ULC为超速离心法分离获得的牛奶外泌体Exo的粒径分布，曲线SEC为尺寸排阻色谱发分离获得的牛奶外泌体Exo的粒径分布；
[0030]图2为分离牛奶外泌体Exo的蛋白标志物鉴定结果，其中，曲线ULC为超速离心法分离获得的牛奶外泌体Exo的蛋白标志物鉴定结果，曲线SEC为尺寸排阻色谱发分离获得的牛奶外泌体Exo的蛋白标志物鉴定结果；
[0031]图3为分离牛奶外泌体Exo的透射电镜图像，其中，图3(a)为超速离心法分离获得的牛奶外泌体在500μm尺度下的透射电镜图像，图3(b)为图(a)中方框处在50μm尺度下的透射电镜图像，图3(c)为尺寸排阻色谱法分离获得的牛奶外泌体在500μm尺度下的透射电镜图像，图3(d)为图(c)中方框处在50μm尺度下的透射电镜图像；
[0032]图4为α
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于牛奶外泌体的功能化载药外泌体，其特征在于，包括载体以及水不溶性药物，所述水不溶性药物装载于所述载体的内部；其中，所述载体的表面装载有功能化分子的牛奶外泌体，所述功能化分子为磷脂酰丝氨酸、能够实现巨噬细胞靶向的分子、以及提升牛奶外泌体靶向性及稳定性的分子或聚合物中任意一种；所述水不溶性药物为抗菌药物、抗肿瘤药物和基因药物中任意一种。2.如权利要求1所述的基于牛奶外泌体的功能化载药外泌体，其特征在于，所述水不溶性药物为α
‑
倒捻子素。3.如权利要求1所述的基于牛奶外泌体的功能化载药外泌体，其特征在于，所述能够实现巨噬细胞靶向的分子为半乳糖、乳糖、甘露糖和叶酸中任意一种。4.如权利要求1所述的基于牛奶外泌体的功能化载药外泌体，其特征在于，所述提升牛奶外泌体靶向性及稳定性的分子或聚合物为胆固醇或聚乙二醇PEG。5.如权利要求1所述的基于牛奶外泌体的功能化载药外泌体，其特征在于，所述牛奶外泌体具有囊泡结构。6.如权利要求1所述的基于牛奶外泌体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲少奇，朱奎，刘颖，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：