一种包载过氧化氢酶纳米胶囊、其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种纳米胶囊、其制备方法和应用，尤其涉及一种包载过氧化氢酶纳米胶囊、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一种包载过氧化氢酶的纳米胶囊，所述纳米胶囊由高分子聚合物与过氧化氢酶组成。首先，其可以有效延长过氧化氢酶在体内的循环时间将过氧化氢酶递送至肝脏并在肝移植期间防治肝脏缺血再灌注损伤。此外因其可有效提高烟雾诱导凋亡细胞的活性从而可用于防治烟草烟雾对肺部细胞的损伤。同时其也可以有效清除骨再生中过量过氧化氢对于最大限度地减少下游氧自由基的形成，有效抑制旧骨吸收，增加新骨生成，从而缓解骨质疏松的病症。除以上适应症外本发明专利技术亦可用于治疗其他氧自由基相关疾病的药物的研究。的药物的研究。的药物的研究。

【技术实现步骤摘要】
一种包载过氧化氢酶纳米胶囊、其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种纳米胶囊、其制备方法和应用，尤其涉及一种包载过氧化氢酶纳米胶囊、其制备方法和应用，属于生物医药


技术介绍

[0002]活性氧（reactive oxygen species, ROS）是一个用于描述源自分子氧并具有一个未配对电子的各种分子和自由基化学物质的统称。在正常情况下，ROS参与许多重要的生理过程。然而，有研究表明过量的ROS通常会导致机体不可逆的功能改变甚至完全破坏。ROS 相关疾病（如：缺血再灌注损伤，炎症，癌症等）是由 ROS 过量引起的，对于这类疾病临床研究证明补充抗氧化剂在很大程度上是无效的，很可能是由于它们的作用迟缓、药效低下和作用非特异性导致的。而特异性抑制产生ROS的酶是一种更有希望获得临床疗效的方法。
[0003]器官移植是期器官衰竭晚期的终极治疗方案。缺血和再灌注损伤（ischemia
‑
reperfusion injury, IRI）是围绕器官摘取，储存和植入的多因素炎症事件，目前仍然是临床器官移植中最关键的障碍之一。IRI会导致移植器官的功能异常或早期功能障碍，诱发并促使移植器官的急性或慢性排斥反应。同时，IRI加剧了器官损伤，限制了边缘器官的移植（例如长期储存的器官以及来自较老的，脂肪变性的和非心跳性供体的器官）的使用，从而进一步加剧了待移植患者的等待周期，以及限制了可用供体的数量。因此，解决和预防IRI的策略可以有效改善器官移植效果并极大缓解器官短缺。已探索出各种缓解IRI的策略，包括使用细胞信号调节剂，气体递质和抗氧化剂。尽管发病机理仍然难以捉摸，但大量研究表明，IRI与灌注恢复和伴随的再灌注过程中过量产生的以过氧化氢为代表的ROS密切相关。过量的过氧化氢会氧化脂质，蛋白质和DNA并使它们失功能，并加剧免疫反应，产生氧化应激并引起组织损伤。在这方面，信号传导调节剂（例如，resatorvid，siRNA和抗体）通过沉默凋亡途径，阻断先天免疫应答或减少炎性细胞因子的产生来减轻IRI。气体递质（例如，CO，NO和H2S）通过减少ROS的产生来改善IRI。一直以来，抗氧化剂（例如维生素C）将ROS转化为毒性较小的化合物，但其治疗效果受到ROS清除效率低的限制。因此，急需开发可以清除组织中过量ROS缓解IRI的药物。
[0004]香烟烟雾中含有大量ROS，可对肺部细胞造成严重损伤。现有研究表明，吸烟可以导致慢性支气管炎，慢性阻塞性肺气肿、呼吸系统感染、肺结核、多种间质性肺疾病，吸烟量越大，吸烟年限越长，疾病的发病风险越高。同时吸烟是导致肺癌与喉癌的重要原因。现有治疗药物包括支气管扩张剂，激素，抗生素和抗氧化剂等。但由于严重的副作用和治疗效率低等原因，现有治疗效果无法满足临床需求。生物大分子药物治疗效率高但由于呼吸道乃至肺部组织屏障，普通的生物大分子药物无法进入组织实现治疗效果，以至于目前没有能够用于治疗烟草烟雾肺部损伤的生物大分子药物。因此急需适合的载体技术与生物大分子药物结合来实现烟草烟雾对人肺部损伤的治疗。
[0005]骨细胞包括成骨细胞、骨细胞和破骨细胞，成骨细胞和骨细胞来源于骨髓间充质干细胞，而破骨细胞来源于造血干细胞的单核/巨噬细胞系。在正常情况下，在骨重建过程
中，旧骨的吸收由等量的新骨结合来平衡，从而保证了稳定骨量的维持。随着年龄的增长，整个骨功能受损，导致骨质疏松症和骨折风险的增加。骨质疏松症最常见于绝经后妇女和老年男女，而且它是老年人口发病和残疾的主要原因，但同时也存在所有性别和年龄的患者，其特征是骨量减少、骨组织显微结构退变，致使骨脆性增加以及易于发生骨折的全身代谢性骨病。骨质疏松及后续的骨质疏松性骨折的治疗、护理耗费了巨大的人力、物力，使其已成为危害中老年人健康的三大杀手之一。近十年来的研究表明，活性氧(ROS)是调节破骨细胞分化过程的重要成分。ROS 主要是细胞线粒体在传递电子提供能量过程中产生，如超氧负离子、羟自由基和过氧化氢等。过氧化氢具有化学稳定性，能够穿过细胞膜并在组织中扩散。在病理条件下，ROS大量产生，但抗氧化酶的表达不足，过氧化氢可能在局部或系统中积累。消除过量的过氧化氢对于最大限度地减少下游ROS的形成，有效抑制旧骨吸收，增加新骨生成，从而缓解骨质疏松的病症，达到治疗的效果。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的通过向不同组织器官递送过氧化氢酶消除疾病中产生的过量过氧化氢，为治疗该疾病的药物研究提供新的途径。
[0007]本专利技术特别针对现有技术存在器官移植中ROS清除效率低的缺陷，提出一种包载过氧化氢酶纳米胶囊、其制备方法和应用，可用于以肝脏移植为代表的器官移植中IRI预防的酶治疗剂。
[0008]为了更好地治疗IRI，必须消除移植过程中产生的过量过氧化氢。通常，过氧化氢既是信号分子，又是抗病原体的防御武器。过量的过氧化氢会导致氧化应激，组织损伤和免疫发病机制。因此，活生物体通过高效的酶促反应有效地调节过氧化氢的水平。例如，过氧化氢酶（catalase, CAT）将过氧化氢分解为氧气和水。 CAT是最丰富的抗氧化酶，尤其存在于肝，肺和红细胞中，其周转数为107s
‑1，可最大程度减少下游ROS的形成（例如羟基自由基和次氯酸）。因此，向组织递送CAT将有望对抗病理过程中产生的过量过氧化氢，减少氧化应激损伤。然而，CAT本身在体内是不够稳定的，易被蛋白酶破坏结构失去活性的同时也会很快的被免疫系统所清除，因此为了实现其治疗效果必须应用合适的递送方法。纳米胶囊是一种有效的药物体内递送载体，可用于递送大分子药物例如蛋白质，增强药物稳定性，水溶性，细胞穿透性及体内循环时间从而增强治疗效果降低毒副作用。得益于纳米胶囊的载体特性，通过将纳米胶囊与CAT相结合，提高CAT细胞穿透性的同时增加其体内循环时间，达到消除细胞内过量过氧化氢化解器官移植中的IRI目的。
[0009]此外,本专利技术还针对烟草烟雾中氧自由基对人肺部损伤的问题，提出一种包载过氧化氢酶纳米胶囊、其制备方法和应用，可用于防治吸烟烟雾中的氧自由基对肺部的损伤。
[0010]同时,本专利技术还可用于制备治疗骨质疏松的药物。
[0011]基于这些目的，本专利技术通过以下技术方案解决技术问题：一种包载过CAT的纳米胶囊，所述纳米胶囊由高分子聚合物与CAT组成。所述纳米胶囊是由高分子聚合物聚合在CAT的周围生长出的聚合物壳所形成的纳米复合物。
[0012]所述高分子聚合物包括以下组分：单体2
‑
甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱（MPC）、N
‑
乙烯基吡咯烷酮（NVP）或者聚乙二醇（PEG）中的至少一种，N
‑
（3
‑
氨基丙基）甲基丙烯酸盐酸盐（APM）以及交联剂N,N
’‑
亚甲基双丙烯酰胺（BIS）。
[0013]所述纳米胶囊为球形结构，粒径为10
‑
250 nm。表面电荷0
‑
5 mV。
[0014]本专利技术进一步提出一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包载过氧化氢酶的纳米胶囊，其特征在于：所述纳米胶囊由高分子聚合物与过氧化氢酶组成,所述纳米胶囊是由高分子聚合物聚合在过氧化氢酶的周围生长出的聚合物壳所形成的纳米复合物。2.根据权利要求1所述包载过氧化氢酶的纳米胶囊，其特征在于：所述高分子聚合物包括以下组分,单体2
‑
甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱、N
‑
乙烯基吡咯烷酮或者聚乙二醇中的至少一种、N
‑
（3
‑
氨基丙基）甲基丙烯酸盐酸盐以及交联剂N,N'
‑
亚甲基双丙烯酰胺。3.根据权利要求1所述包载过氧化氢酶的纳米胶囊，其特征在于：所述纳米胶囊为球形结构，粒径为10
‑
250 nm，表面电荷0
‑
5 mV。4.一种包载过氧化氢酶的纳米胶囊的制备方法,包括以下步骤：第一步、将过氧化氢酶溶于磷酸盐缓冲液中，再与溶解于二甲基亚砜的N
‑
丙烯酰氧基琥珀酰亚胺反应后透析，去除未反应的N
‑
丙烯酰氧基琥珀酰亚胺，得到经过N
‑
丙烯酰氧基琥珀酰亚胺修饰的过氧化氢酶溶液；第二步、将2
‑
甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱、或者N
‑
乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇中的至少一种，N
‑
（3
‑
氨基丙基）甲基丙烯酸盐酸盐和N,N'
...

【专利技术属性】
技术研发人员：严然，
申请(专利权)人：上海巴久巴生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：