一种可诱导细胞免疫性死亡的纳米颗粒材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种可诱导细胞免疫性死亡的纳米颗粒材料及其制备方法和应用，属于生物医药技术领域。本发明专利技术提供的纳米颗粒材料包括功能性蛋白内核和原位生长在所述功能性蛋白内核表面聚合物层，所述聚合物层的聚合单体包括内质网靶向配体和正电性官能团化合物。本发明专利技术通过在功能性蛋白表面原位生长一层包含正电性官能团和内质网靶向配体的聚合物网络结构，所得纳米颗粒材料能够高效的细胞内化、溶酶体逃逸、内质网靶向、并克服逆向转导在内质网中成功滞留，最终产生内质网压力，并引发一系列的免疫学信号。且功能性蛋白内核还可以与该聚合物网络结构协同作用，从而实现高效协同的抗肿瘤免疫疗法。的抗肿瘤免疫疗法。的抗肿瘤免疫疗法。

【技术实现步骤摘要】
一种可诱导细胞免疫性死亡的纳米颗粒材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及生物医药
，特别涉及一种可诱导细胞免疫性死亡的纳米颗粒材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]癌症免疫疗法通过调动宿主免疫系统识别和破坏癌细胞，改变了癌症治疗的方式。
[0003]目前，大多数癌症免疫疗法都是基于癌症免疫循环设计的，该循环一个自我繁殖的过程，可以引发有效的抗肿瘤免疫反应。然而，肿瘤微环境(TME)中的低免疫细胞浸润和免疫抑制网络使肿瘤免疫原性降低并严重抑制宿主免疫反应。最近的研究表明，经历免疫原性细胞死亡(ICD)的肿瘤细胞发挥疫苗样功能以产生抗肿瘤免疫力，从而将“冷”肿瘤转化为免疫原性“热”肿瘤。ICD被认为是一种应激诱导过程，其中需要内质网(ER)应激来从肿瘤细胞中释放肿瘤相关抗原(TAA)和危险相关分子模式(DAMP)，以分别提供抗原性和佐剂性。最近，几项临床试验表明，使用ICD诱导剂进行预处理可显着提高基于检查点封锁的免疫疗法的反应率和存活率。迄今为止，已经开发了许多ICD诱导策略，包括使用化学药物治疗，如蒽环类药物、化学PP1/GADD34抑制剂等，以及物理诱导策略，如光动力疗法和放射疗法。最近，已经开发出了一些基于纳米粒子的高效ICD诱导剂，目前所有基于纳米颗粒的ICD诱导剂都是化学诱导剂或由纳米级药物载体递送的光敏剂，在这些策略中，ICD由有效载荷诱导，而纳米材料没有免疫调节功能。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种可诱导细胞免疫性死亡的纳米颗粒材料及其制备方法和应用，本专利技术提供的纳米颗粒材料具有良好的可诱导细胞免疫性死亡功效。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种可诱导细胞免疫性死亡的纳米颗粒材料，包括功能性蛋白内核和原位生长在所述功能性蛋白内核表面聚合物层，所述聚合物层的聚合单体包括丙烯酰胺、内质网靶向配体和正电性官能团化合物；
[0007]所述内质网靶向配体的结构式如式(1a)或式(1b)所示；所述正电性官能团化合物的结构式如式(2)～(7)任意一项所示；
[0008][0009][0010]优选的，所述功能性蛋白内核为血清白蛋白、尿酸氧化酶、过氧化氢酶、葡萄糖氧化酶、辣根过氧化物酶、超氧化物歧化酶、乳酸脱氢酶、乙醛脱氢酶、乙醇氧化酶和乙醛氧化酶中的一种或几种。
[0011]优选的，所述可诱导细胞免疫性死亡的纳米颗粒材料的粒径为10～50nm。
[0012]本专利技术提供了上述可诱导细胞免疫性死亡的纳米颗粒材料的制备方法，包括以下步骤：
[0013]将功能性蛋白的缓冲溶液与N
‑
丙烯酰氧基琥珀酰亚胺混合，进行接枝反应，得到双键功能化蛋白；
[0014]将所述双键功能化蛋白的缓冲溶液与丙烯酰胺、内质网靶向配体、正电性官能团化合物、交联剂和引发剂混合，进行聚合反应，得到可诱导细胞免疫性死亡的纳米颗粒材料。
[0015]优选的，所述内质网靶向配体的制备方法，包括以下步骤：
[0016]在缚酸剂的作用下，具有式a所示结构的化合物与(甲基)丙烯酰氯进行缩合反应，得到内质网靶向配体；
[0017][0018]优选的，所述N
‑
丙烯酰氧基琥珀酰亚胺与功能性蛋白的摩尔比为20～100:1；
[0019]所述接枝反应的温度为4～37℃，时间为1～24h。
[0020]优选的，所述交联剂为N,N'
‑
亚甲基双丙烯酰胺；
[0021]所述引发剂为过硫酸铵和四甲基乙二胺。
[0022]优选的，所述功能性蛋白与丙烯酰胺、内质网靶向配体、正电性官能团化合物的摩尔比为1:(2000～5000):(150～250):(200～1000)。
[0023]优选的，所述聚合反应的温度为4～37℃，时间为1～24h。
[0024]本专利技术提供了上述可诱导细胞免疫性死亡的纳米颗粒材料在制备抗肿瘤药物中的应用。
[0025]本专利技术提供了一种可诱导细胞免疫性死亡的纳米颗粒材料(简写为NanoICD)，包括功能性蛋白内核和原位生长在所述功能性蛋白内核表面聚合物层，所述聚合物层的聚合单体包括内质网靶向配体(简写为ETL)和正电性官能团化合物(简写为PG)。本专利技术通过模
拟细胞内未折叠或错误折叠的蛋白质在内质网中的过量积累而产生内质网压力这一过程，创造性地构筑了一种可靶向内质网并在内质网中滞留的新型纳米材料，本专利技术通过在功能性蛋白表面原位生长一层包含正电性官能团和内质网靶向配体的聚合物网络结构，NanoICD能够高效的细胞内化、溶酶体逃逸、内质网靶向、并克服逆向转导在内质网中成功滞留，最终产生内质网压力，并引发一系列的免疫学信号。且功能性蛋白内核还可以与该聚合物网络结构协同作用，从而实现高效协同的抗肿瘤免疫疗法。本专利技术通过对纳米颗粒材料的表面进行合理设计，克服了传统纳米材料在肿瘤免疫中仅用作纳米载体的局限性，可以在不借助常规免疫调节药物的情况下直接调节免疫系统，为用于癌症免疫治疗的先进纳米药物的设计提供了新的见解。
附图说明
[0026]图1为可诱导细胞免疫性死亡的纳米颗粒材料的制备过程以及功能示意图；
[0027]图2为NanoICD的粒径及TEM图；
[0028]图3为NanoICD表面ETL含量测定结果，其中a为ETL的紫外谱图；b为ETL浓度与紫外吸光度的标准曲线；c为不同投料比下NanoICD表面ETL的数目；
[0029]图4为NanoICD诱导细胞CRT外翻流式结果；
[0030]图5为NanoICD细胞内分布的测定结果，其中a为NanoICD在细胞内的分布结果；b为共定位分析结果；
[0031]图6为QCM测定NanoICD与内质网的结合力结果；
[0032]图7为NanoICD诱导HMGB
‑
1外流的测定结果，其中a为NanoICD处理后HMGB
‑
1从细胞核中的外流结果；b为NanoICD处理后细胞上清液中HMGB
‑
1含量；
[0033]图8为NanoICD/BSA诱导EIF2a磷酸化实验结果，其中a为NanoICD处理后EIF2a磷酸化水平的流式细胞术结果；b为NanoICD处理后EIF2a磷酸化水平的WB结果；
[0034]图9为RNAseq分析结果，其中a为NanoICD/BSA处理后B16F10差异表达基因的热图和层次聚类分析；b为NanoICD/BSA处理的B16F10细胞GO分析中的前30条富集途径；c为NanoICD/BSA处理后B16F10细胞基因富集分析(GSEA)结果；
[0035]图10为NanoICD/BSA体外激活抗肿瘤免疫系统测试结果，其中a为NanoICD/BSA诱导树突状细胞成熟的流式结果及统计结果；b为NanoICD/BSA促进树突状细胞成熟吞噬肿瘤细胞的流式结果及统计结果；c为Na本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可诱导细胞免疫性死亡的纳米颗粒材料，包括功能性蛋白内核和原位生长在所述功能性蛋白内核表面聚合物层，所述聚合物层的聚合单体包括丙烯酰胺、内质网靶向配体和正电性官能团化合物；所述内质网靶向配体的结构式如式(1a)或式(1b)所示；所述正电性官能团化合物的结构式如式(2)～(7)任意一项所示；2.根据权利要求1所述的可诱导细胞免疫性死亡的纳米颗粒材料，其特征在于，所述功能性蛋白内核为血清白蛋白、尿酸氧化酶、过氧化氢酶、葡萄糖氧化酶、辣根过氧化物酶、超氧化物歧化酶、乳酸脱氢酶、乙醛脱氢酶、乙醇氧化酶和乙醛氧化酶中的一种或几种。3.根据权利要求1或2所述的可诱导细胞免疫性死亡的纳米颗粒材料，其特征在于，所述可诱导细胞免疫性死亡的纳米颗粒材料的粒径为10～50nm。4.权利要求1～3任意一项所述可诱导细胞免疫性死亡的纳米颗粒材料的制备方法，包括以下步骤：将功能性蛋白的缓冲溶液与N
‑
丙烯酰氧基琥珀酰亚胺混合，进行接枝反应，得到双键功能化蛋白；将所述双键功能化蛋白的缓冲溶液与丙烯酰胺、内质网靶向配体、正电性官能团化合物、交联剂和引发剂混合，进行聚合反应，得到可诱导细胞免疫性死亡的纳米颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳，张展展，潘峥，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：