一种响应结肠癌微环境的细菌活性材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种响应结肠癌微环境的细菌活性材料及其制备方法与应用，所述方法包括：将透明质酸包裹于Cu2O前驱体上，获得表面负电性的Cu2O前驱体；将聚丙烯胺盐酸盐修饰在霍氏真杆菌表面，获得表面正电性霍氏真杆菌溶液；将所述表面负电性Cu2O前驱体和所述表面霍氏真杆菌溶液通过静电作用相结合，获得细菌与Cu2O前驱体的杂化材料。该材料能够精准响应于结肠癌微环境，清除H2S，代谢乳酸，原位产生具有化动力学治疗作用的CuS，实现多模式级联反应，从而产生高效、副作用低的抗肿瘤疗效。副作用低的抗肿瘤疗效。副作用低的抗肿瘤疗效。

【技术实现步骤摘要】
一种响应结肠癌微环境的细菌活性材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及生物医药
，特别涉及一种响应结肠癌微环境的细菌活性材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]结直肠癌中胱硫醚
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β
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合成酶(CBS)选择性过度表达可促进结直肠癌环境中内源性H2S(0.3～3.4mM)的生成。H2S作为结直肠癌的主要气体递质，在结直肠癌的发生与恶化进程中发挥着重要作用，如促进结直肠癌细胞增殖、刺激肿瘤血管松弛和血管生成、细胞生物能等。同时，癌细胞典型的代谢特征是葡萄糖通过Warburg效应迅速转化为乳酸，然后乳酸被分泌到细胞外空间，从而形成富含乳酸的肿瘤微环境。然而肿瘤微环境中的乳酸与癌症的发生发展密切相关，如肿瘤转移加速、肿瘤复发、免疫抑制、治疗效果差等。鉴于H2S支持肿瘤生长的事实，有效清除H2S在结直肠癌微环境中的作用将是抑制结直肠癌的创新策略。然而，多数报道仅利用结直肠癌微环境中过表达内源性H2S作为触发因子激活荧光探针用于结直肠癌诊断，而非精准治疗。此外，还一些研究利用H2S激活的光热剂用于结直肠癌治疗，但这并不能防止光热治疗的脱靶向效应损伤正常组织。因此，有效消除结直肠癌微环境中的H2S，抑制肿瘤血管生成，实现治疗级联反应是结直肠癌治疗的一大挑战。同时，短链脂肪酸(SCFAs)包括乙酸(Ace)、丙酸(Pro)、异丁酸(Iso
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but)、丁酸(But)、异戊酸(Iso
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val)、戊酸(Val)和己酸(Hex)可以在一定程度上抑制肿瘤生长。尤其是丁酸具有明显的抗癌作用，可诱导癌细胞分化、凋亡和抑制癌细胞增殖，而不抑制正常细胞的生长。
[0003]鉴于结肠癌微环境的特异性，因而精准响应于结肠癌微环境实现精准的肿瘤治疗尤为重要。传统肿瘤治疗剂存在精准性差、治疗模式单一的缺陷。因此，有必要提供一种响应结肠癌微环境的细菌活性材料。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是提供一种响应结肠癌微环境的细菌活性材料及其制备方法与应用，该材料能够精准响应于结肠癌微环境，清除H2S，代谢乳酸，原位产生具有化动力学治疗作用的CuS，实现多模式级联反应，从而产生高效、副作用低的抗肿瘤疗效。
[0005]在本专利技术的第一方面，提供了一种响应结肠癌微环境的细菌活性材料的制备方法，所述方法包括：
[0006]将透明质酸包裹于Cu2O前驱体上，获得表面负电性的Cu2O前驱体；
[0007]将聚丙烯胺盐酸盐修饰在霍氏真杆菌表面，获得表面正电性霍氏真杆菌溶液；
[0008]将所述表面负电性Cu2O前驱体和所述表面霍氏真杆菌溶液通过静电作用相结合，获得细菌与Cu2O前驱体的杂化材料。
[0009]进一步地，所述Cu2O前驱体采用由内而外生长合成，具体包括：
[0010]将前驱液Cu(NO3)2·
3H2O和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)分散于水中搅拌，后加入水合肼N2H4·
H2O继续搅拌，后离心和洗涤，获得纳米粒子，即所述Cu2O前驱体。
[0011]更进一步地，所述前驱液Cu(NO3)2·
3H2O质与所述PVP的质量比为(1～1.5)：(0.8～1.2)，所述N2H4·
H2O的质量分数为为30～40wt％。
[0012]进一步地，所述将透明质酸包裹于所述Cu2O前驱体上，获得表面负电性Cu2O前驱体，包括：
[0013]向所述Cu2O前驱体中加入透明质酸避光反应，后离心和洗涤，获得表面负电性Cu2O前驱体。
[0014]进一步地，所述透明质酸的浓度为0.5～2.5mg/mL。所述Cu2O前驱体与所述透明质酸的质量比为(5～50)：(1～10)。
[0015]进一步地，所述将聚丙烯胺盐酸盐修饰在霍氏真杆菌表面，获得表面正电性霍氏真杆菌溶液，包括：
[0016]将含有霍氏真杆菌的水溶液加入到含有聚丙烯胺盐酸盐的水溶液中混匀，后离心和洗涤，获得表面正电性霍氏真杆菌溶液；
[0017]其中，所述含有霍氏真杆菌的水溶液中的细菌菌落数为107～109CFU/mL，所述含有聚丙烯胺盐酸盐的水溶液的浓度为20～60mg/mL，所述含有霍氏真杆菌的水溶液与所述含有聚丙烯胺盐酸盐的水溶液的体积比为(0.1～4)：(1～2)。
[0018]进一步地，将所述表面负电性Cu2O前驱体和所述表面正电性霍氏真杆菌溶液通过静电作用相结合，获得细菌与霍氏真杆菌杂化活性材料，包括：
[0019]将所述表面负电性Cu2O前驱体超声分散于PBS溶液中，后加入所述表面正电性霍氏真杆菌溶液混匀、离心和洗涤，获得细菌与Cu2O前驱体杂化活性材料；
[0020]其中，所述表面负电性Cu2O前驱体、PBS溶液和所述表面正电性霍氏真杆菌溶液的质量体积比为：(5～15)mg：8mL：(0.4～3.2)mL，所述PBS溶液的pH为7.4。
[0021]在本专利技术的第二方面，提供了一种采用所述方法制备得到的响应结肠癌微环境的细菌活性材料。
[0022]在本专利技术的第三方面，提供了所述的响应结肠癌微环境的细菌活性材料在制备抗肿瘤制剂中的应用。
[0023]本专利技术实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0024]1、本专利技术提供的一种响应结肠癌微环境的细菌活性材料，霍氏真杆菌(E.hallii)能够特异代谢乳酸生成有利的短链脂肪酸(SCFAs)的性能，将霍氏真杆菌和Cu2O前驱体通过静电相互作用整合，构造出响应于结肠癌微环境的Bac@Cu2O生物调制器。通过将Cu2O前驱体与霍氏真杆菌结合，可在活性细菌的带动下有效提高治疗剂的靶向精准性，减小脱靶毒副作用。同时霍氏真杆菌的代谢可以靶向消耗结肠癌微环境累积的乳酸，产生短链脂肪酸，双向抑制结肠癌肿瘤生长。
[0025]2、本专利技术将霍氏真杆菌和Cu2O杂化活性材料之间的有机结合；通过响应结肠癌微环境高表达的H2S触发两者之间的解离，并形成CuS实现化动力治疗等肿瘤抑制效果，具体地：生成的结肠癌微环境的Bac@Cu2O生物调制器利用E.hallii的倾向本能，主动靶向肿瘤部位，从而消耗结肠微环境中的乳酸和过表达的H2S，改善结肠肿瘤微环境。同时消耗内源性H2S削弱肿瘤血管生成，也会产生CuS,CuS介导Fenton
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like反应产生
·
OH实现化动力治疗。在这些级联反应过程中，随着Cu
2+
向Cu+的转化，抗氧化剂GSH也被有效地耗尽，进一步放大
·
OH的氧化应激，从而增强化动力治疗。这种多模式联合治疗不仅结合了每种单一疗法
的优点，还可以弥补各自不足，从而产生高效、低毒的抗肿瘤作用，实现“1+1>2”的增强肿瘤治疗疗效。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种响应结肠癌微环境的细菌活性材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将透明质酸包裹于Cu2O前驱体上，获得表面负电性的Cu2O前驱体；将聚丙烯胺盐酸盐修饰在霍氏真杆菌表面，获得表面正电性霍氏真杆菌溶液；将所述表面负电性Cu2O前驱体和所述表面霍氏真杆菌溶液通过静电作用相结合，获得细菌与Cu2O前驱体的杂化材料。2.根据权利要求1所述的一种响应结肠癌微环境的细菌杂化材料的制备方法，其特征在于，所述Cu2O前驱体采用由内而外生长合成，具体包括：将前驱液Cu(NO3)2·
3H2O和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)分散于水中搅拌，后加入水合肼N2H4·
H2O继续搅拌，后离心和洗涤，获得纳米粒子，即所述Cu2O前驱体。3.根据权利要求1所述的一种响应结肠癌微环境的细菌杂化材料的制备方法，其特征在于，所述将透明质酸包裹于所述Cu2O前驱体上，获得表面负电性Cu2O前驱体，包括：向所述Cu2O前驱体中加入透明质酸避光反应，后离心和洗涤，获得表面负电性Cu2O前驱体。4.根据权利要求3所述的一种响应结肠癌微环境的细菌活性材料的制备方法，其特征在于，所述透明质酸的浓度为0.5～2.5mg/mL。5.根据权利要求1所述的一种响应结肠癌微环境的细菌活性材料的制备方法，其特征在于，所述将聚丙烯胺盐酸盐修饰在霍氏真杆菌表面，获得表...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈巍海，梁军龙，雒国凤，张先正，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：