一种细胞焦亡前药及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及生物医药技术领域，具体涉及一种细胞焦亡前药及其制备方法和应用。本发明专利技术的细胞焦亡近红外前药(ENBS)能够通过靶向溶酶体，光照下，产生的活性氧能够激活Caspase

【技术实现步骤摘要】
一种细胞焦亡前药及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及生物医药
，具体涉及一种近红外活性氧发生器用于细胞焦亡材料及其制备方法和应用。本专利技术的细胞焦亡近红外前药(ENBS)能够通过靶向溶酶体，光照下，产生的活性氧能够激活Caspase
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1切割GSDMD蛋白,在细胞膜上打孔，引发细胞焦亡。该前药对肿瘤细胞具有选择性，可以降低对正常细胞的损伤。该材料在溶酶体靶向和引发细胞焦亡，激活抗肿瘤免疫应答等方面具有十分广阔的应用前景。

技术介绍

[0002]细胞焦亡是由Gasdermin家族蛋白介导的细胞程序性死亡，依赖炎症小体引起炎性Caspase底物激活剪切Gasdermin蛋白，剪切后Gasdermin蛋白转位到细胞膜上，形成孔洞，造成细胞崩解，并促使炎症因子释放的一种新型细胞死亡形式。已有研究表明细胞焦亡与代谢性疾病、神经性疾病、炎性疾病等密切相关。
[0003]已有研究表明细胞焦亡在激活抗肿瘤免疫和免疫治疗领域有广阔的应用前景。然而，肿瘤免疫抑制微环境和肿瘤免疫逃逸限制了免疫治疗在临床上的应用，也就是肿瘤免疫治疗领域常提及的“冷肿瘤”。临床数据表明，大部分肿瘤的免疫治疗的应答率仅有20％左右。因此，如何有效激活抗肿瘤免疫应答和实现良好的免疫治疗是生物医学领域亟待解决的问题。利用能够产生活性氧的药物引发细胞焦亡，不仅可以通过活性氧有效去除肿瘤细胞，还可以激活T细胞介导的抗肿瘤免疫应答，有效抑制肿瘤生长，是一种理想的肿瘤免疫治疗方式。
[0004]因此，设计和开发一种选择性激活细胞焦亡的近红外前药，可以有效提高组织的穿透深度，调节肿瘤免疫抑制微环境，唤醒抗肿瘤免疫应答，对实现高效的免疫治疗具有重要的研究意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决现有技术中的不足，设计并合成了一种细胞焦亡前药及其制备方法和应用，通过靶向溶酶体，可以降低对正常细胞的损伤。光照下，细胞焦亡前药产生的活性氧能够激活Caspase
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1切割GSDMD，引发细胞焦亡和激活抗肿瘤免疫应答。所述前药制备过程简单，能够激活细胞焦亡，对设计、合成具有良好抗肿瘤免疫性能的材料具有重要的指导意义。
[0006]技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]本专利技术提供了一种细胞焦亡前药，命名为ENBS，其结构式如下所示：
[0008][0009]本专利技术所述的细胞焦亡近红外前药的制备方法中，合成路线如下所示：
[0010][0011]本专利技术所述的细胞焦亡前药的合成方法，包括如下具体步骤：
[0012]制备1
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己二胺萘；
[0013]制备2
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氨基
‑5‑
(二乙氨基)苯磺酸过氧硫代O
‑
酸；
[0014]将2和4溶解在二甲基亚砜中，加入重铬酸钾；随后加入甲醇和盐酸；反应完成后除去甲醇和水，剩余溶液倒入饱和氯化钠水溶液中，过滤干燥，粗产物经硅胶柱层析。
[0015]优选的，所述合成方法，包括如下具体步骤：
[0016](1)将4.12g 1
‑
溴萘和4.65g 1,6
‑
二氨基己烷溶于40mL 2
‑
甲基乙醇中，然后加入190mg碘化亚铜和3.00g碳酸铯，将混合物在125℃下回流24h，沉淀固体并过滤，粗产物经硅胶柱层析(二氯甲烷：甲醇＝20：1，得到产物，产率为50％。
[0017](2)将1g 4
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氨基
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N,N
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二乙基辛胺加入到10mL溶解了4.11g硫酸铝的水溶液中，随后依次加入2.21g硫代硫酸钠和0.87g氯化锌。冰浴下，将溶有0.49g重铬酸钾的4mL水溶液，在20分钟内缓慢加入到反应体系中，继续搅拌2小时。生产大量沉淀，过滤后用丙酮洗涤，粗产物干燥后，加入到12mL甲醇中回流10分钟，过滤，得到产物，产率为43％。
[0018](3)将1.26g(2)和1.05g(4)溶解在20mL二甲基亚砜中，加入1.2g重铬酸钾，室温下搅拌20分钟。随后加入200mL甲醇和20mL的2mol/L的盐酸，室温下搅拌40分钟。反应完成后除去甲醇和水，剩余溶液倒入100mL饱和氯化钠水溶液中，过滤干燥，柱层析分离洗脱剂极性为二氯甲烷：甲醇＝8：1，得到深蓝色产物，产率为27％。
[0019]有益效果：
[0020](1)本专利技术提供的细胞焦亡前药ENBS具有近红外吸收和发射，可以提高活体组织的穿透深度；
[0021](2)本专利技术提供的细胞焦亡前药ENBS能够特异性靶向溶酶体，进而引发一系列抗肿瘤免疫反应；
[0022](3)本专利技术提供的细胞焦亡前药ENBS能够使得肿瘤细胞释放组织蛋白酶B；
[0023](4)本专利技术提供的细胞焦亡前药ENBS可以激活半胱氨酸蛋白酶1剪切焦孔蛋白，引发细胞焦亡；
[0024](5)本专利技术提供的细胞焦亡前药ENBS能够激活肿瘤免疫抑制微环境，在诱导细胞焦亡的同时可以促进骨髓源树突状细胞成熟；
[0025](6)本专利技术提供的细胞焦亡前药ENBS可以唤醒T细胞介导的抗肿瘤免疫应答，在肿瘤免疫治疗方面具有十分广阔的应用前景。
附图说明
[0026]图1是本专利技术的ENBS的吸收光谱和荧光光谱。
[0027]图2是本专利技术的ENBS在细胞内的共定位图。
[0028]图3是本专利技术的ENBS处理后组织蛋白酶B释放结果图。
[0029]图4是焦亡形态的表征图。
[0030]图5是本专利技术的ENBS处理后蛋白免疫印迹法检测的细胞内半胱氨酸蛋白酶1活性图和GSDMD蛋白剪切图。
[0031]图6是本专利技术的ENBS处理后乳酸脱氢酶释放图。
[0032]图7(a)和图7(b)分别是本专利技术的ENBS处理后，流式检测ENBS诱导细胞焦亡促进骨髓源树突状细胞成熟图。
[0033]图8(a)和图8(b)分别是本专利技术的ENBS处理后，荧光显微镜检测钙网蛋白和高迁移率族蛋白B1的表达图。
具体实施方式
[0034]以下实施例进一步说明本专利技术的内容，但不应理解为对本专利技术的限制。在不背离本专利技术实质的情况下，对本专利技术方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本专利技术的范围。
[0035]实施例1：ENBS合成
[0036]化合物2：中间体2的制备
[0037]将4.12g 1
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溴萘和4.65g 1,6
‑
二氨基己烷溶于40mL 2
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甲基乙醇中，然后加入190mg碘化亚铜和3g碳酸铯，将混合物在125℃下回流24h，生成沉淀过滤，粗产物经柱层析分离，洗脱剂极性为二氯甲烷：甲醇＝20：1，得到产物，产率为50％。
[0038]化合物4：中间体4的制备
[0039]将1g 4
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氨基
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种细胞焦亡前药，其特征在于，其结构式如下所示：2.权利要求1所述一种细胞焦亡前药的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：制备1
‑
己二胺萘；制备2
‑
氨基
‑5‑
(二乙氨基)苯磺酸过氧硫代O
‑
酸；将2和4溶解在二甲基亚砜中，加入重铬酸钾；随后加入甲醇和盐酸；反应完成后除去甲醇和水，剩余溶液倒入饱和氯化钠水溶液中，过滤干燥，粗产物经硅胶柱层析。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，1
‑
己二胺萘的制备方法包括如下步骤：将1
‑
溴萘和1,6
‑
二氨基己烷溶于2
‑
甲基乙醇中，然后加入碘化亚铜和碳酸铯，将混合物高温回流，沉淀固体并过滤，粗产物经硅胶柱层析，得到产物。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，2
‑
氨基
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【专利技术属性】
技术研发人员：李国，吴丽，秦玉岭，孔校杰，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：