负载紫草素和金纳米棒的复合水凝胶在抑制免疫冷性三阴性乳腺癌中的用途制造技术

本发明专利技术提供了水凝胶负载紫草素瘤内低剂量给药与金纳米棒介导的温和光热联合在抑制免疫“冷”性三阴性乳腺癌中的用途，本发明专利技术还提供了一种复合水凝胶及其制备方法和用途，所述复合水凝胶负载紫草素和金纳米棒。本发明专利技术通过水凝胶介导，首次将紫草素进行瘤内给药，实现低剂量紫草素在肿瘤内部的持续缓释，在保证对肿瘤直接有效作用下尽可能减少紫草素进入全身循环，降低了对机体的毒性损害。降低了对机体的毒性损害。

【技术实现步骤摘要】
负载紫草素和金纳米棒的复合水凝胶在抑制免疫冷性三阴性乳腺癌中的用途


[0001]本专利技术涉及一种复合水凝胶及其在制备治疗免疫“冷”性三阴性乳腺癌的药物中的用途。

技术介绍

[0002]三阴性乳腺癌(TNBC，Triple
‑
negative breast cancer)是以雌激素受体(ER，Estrogen receptor)、孕激素受体(PR，progesterone receptor)和人表皮生长因子受体(HER2，human epidermal growth factor receptor)阴性表达为特征的乳腺癌亚型，占所有乳腺癌的10
‑
20％，是乳腺癌中恶性度最高的亚型。三阴性乳腺癌被认为是一种高度异质性疾病，其内脏转移发生率高，缺乏公认的治疗靶点，临床治疗是巨大的挑战。近年来多项研究发现，相较其它亚型，三阴性乳腺癌具有更好的免疫原性，较为适合目前的免疫治疗。然而最近多项临床研究表明，仍然只有少部分的三阴性乳腺癌患者能够从免疫治疗中获益，主要集中在PD
‑
L1表达阳性的三阴性乳腺癌患者，而大部分的三阴性乳腺癌患者由于肿瘤局部缺乏免疫细胞的浸润或者存在着其它免疫抑制因素而无法对免疫治疗措施产生有效的反应。对于这些免疫“冷”性三阴性乳腺癌，探寻有效的干预措施将“冷”肿瘤微环境转变为“热”肿瘤是当务之急。
[0003]紫草素具有良好的抗肿瘤潜力，但至今未能实现在临床上用于肿瘤治疗。已有的大量研究表明紫草素(shikonin,SHK)具有良好且多样的抗肿瘤作用。紫草素能诱导肿瘤细胞的自噬、凋亡、程序性坏死，紫草素还能抑制肿瘤细胞的迁移侵袭转移，抑制肿瘤的血管生成，影响肿瘤细胞的代谢，促进肿瘤细胞周期阻滞。近期有文献报道，紫草素通过抑制丙酮酸激酶降低肿瘤微环境中的乳酸含量，并促进M2型巨噬细胞向M1型转化，这提示紫草素在改善肿瘤免疫抑制微环境方面具有一定的潜力。然而由于强烈且无选择的细胞毒性和体内毒性，紫草素至今未能真正实现在临床上用于肿瘤治疗。如何保留紫草素良好药效的同时降低其毒性是我们需要解决的瓶颈难题。近年来随着纳米技术的发展，有研究者将紫草素包裹于靶向纳米载体中通过血液循环进行全身给药，期望能提高紫草素在肿瘤局部蓄积的同时降低其在正常组织脏器中的存在而减少对正常组织的毒性损害。然而越来越多的证据表明，包药的靶向纳米载体通过血液循环进行全身给药，大比例的载体依然是被机体的单核吞噬细胞系统甚至肿瘤局部的吞噬细胞所吞噬，这就造成药物既不能有效集中于肿瘤细胞，也不能大幅减少药物对正常细胞和组织产生毒性损害的可能，无法从根本上达到满意的期望。
[0004]肿瘤的光热疗法(photothermal therapy,PTT)是指利用能吸收光能的小分子或者纳米材料(例如金纳米棒)将光能转化为热能进而通过高温灼伤肿瘤细胞的方法。由于高温光热疗法具有无创性，也没有化疗药物常见的毒副作用，因而受到了大家广泛的关注。但实际上该疗法存在诸多缺陷：首先，由于热量在肿瘤局部分布的不均匀以及组织对热能的吸收，导致距离热源较远的肿瘤细胞不能受到足够高的热量灼杀。这些受到低于有效灼伤
温度刺激的肿瘤细胞不但不能死亡，反而会启动自我保护和自我修复机制，增强对热疗、化疗以及机体自身抗肿瘤免疫的抵抗性，这些高温刺激后启动保护和耐受机制的肿瘤细胞是高温热疗后加速肿瘤转移和复发的重要原因。其次，高温热疗只能消融局部的肿瘤组织，难以对转移灶产生有效的抑制作用，而全身转移才是恶性肿瘤致死的主要原因。另外，肿瘤局部作用温度需要足够高才能有效地灼杀肿瘤细胞(一般需要50℃以上)，而过高的温度也会灼伤正常组织，给患者带来很大的痛苦。高温光热疗法的这些缺陷限制了其在临床上的应用价值。
[0005]近年来温和光热疗法(Mild photothermal therapy，Mild PTT；一般定义为温度不高于45℃)因其副作用少患者易于接受等诸多的优势而受到研究人员的重视。温和光热不能直接灼杀肿瘤细胞，但可以刺激肿瘤局部分泌一系列细胞因子进而诱导肿瘤免疫相关细胞的浸润，将免疫“冷肿瘤”转变为“热肿瘤”(“cold”tumor to“hot”tumor)。这是温和光热疗法最为有价值之处。但在温和热量刺激下肿瘤细胞也会启动自我保护机制，升高吲哚胺2，3
‑
双加氧酶1(Indoleamine 2,3
‑
dioxygenase 1，IDO1)的活力和程序性死亡配体1(Programmed death
‑
ligand 1，PD
‑
L1)的表达，反而加速肿瘤的转移和复发，这严重限制了温和光热疗法的应用前景。
[0006]我们前期研究发现，紫草素能够抑制肿瘤细胞的IDO1活力和PD
‑
L1表达，在本专利技术中我们以4T1细胞构建的免疫“冷”性三阴性乳腺癌为模型，将金纳米棒介导的温和光热与紫草素联合，通过温和光热快速诱导肿瘤免疫相关细胞的浸润，将免疫“冷肿瘤”转变为“热肿瘤”，为紫草素诱导的肿瘤细胞免疫原性细胞死亡进程做好铺垫，而紫草素的持续存在又会抑制温和热刺激后瘤内升高的IDO1活力和PD
‑
L1表达，二者形成协同作用全面解除肿瘤局部的免疫抑制状态，强效引发系统性抗肿瘤免疫反应，产生以CD8+T细胞为代表的效应T细胞群进入全身循环攻击远端转移灶，实现紫草素瘤内给药间接引发全身效应的构想。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足提供了水凝胶负载紫草素瘤内低剂量给药与金纳米棒介导的温和光热联合在抑制免疫“冷”性三阴性乳腺癌中的用途。本专利技术还提供了一种复合水凝胶及其制备方法和用途，该复合水凝胶对给药肿瘤和远端转移肿瘤都有良好的抑制效果，还可以诱导强效的抗肿瘤免疫反应，诱导长期的抗肿瘤免疫记忆。
[0008]为实现上述目的，所采取的技术方案：
[0009]本专利技术提供了水凝胶负载紫草素瘤内低剂量给药与金纳米棒介导的温和光热联合在抑制免疫“冷”性三阴性乳腺癌中的用途。大部分三阴性乳腺癌由于肿瘤局部缺乏足够的免疫相关细胞的浸润或者存在着其它免疫抑制机制形成了免疫抑制微环境。这些三阴性乳腺癌属于免疫“冷”性三阴性乳腺癌，目前流行的免疫治疗措施(例如PD
‑
1/PD
‑
L1单抗)对其效果不佳。
[0010]本专利技术提供了一种复合水凝胶，所述复合水凝胶负载紫草素和金纳米棒。
[0011]优选地，所述金纳米棒为mPECT修饰的金纳米棒，所述紫草素为负载紫草素的mPECT纳米粒。
[0012]优选地，所述紫草素的浓度为2mg/mL，所述金纳米棒的浓度50μg/mL。
[0013]本专利技术提供了一种上述所述的复合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
[0014](1)在金纳米棒表面修饰硫辛酸化的两亲性聚合物mPECT，得到AuNR/PECT纳米棒，将AuNR/PECT纳米棒添加到水中得AuNR/PECT纳米棒溶液；制备负载紫草本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水凝胶负载紫草素瘤内低剂量给药与金纳米棒介导的温和光热联合在抑制免疫“冷”性三阴性乳腺癌中的用途。2.一种复合水凝胶，其特征在于，所述复合水凝胶负载紫草素和金纳米棒。3.如权利要求2所述的复合水凝胶，其特征在于，所述金纳米棒为mPECT修饰的金纳米棒，所述紫草素为负载紫草素的mPECT纳米粒。4.如权利要求2所述的复合水凝胶，其特征在于，所述紫草素的浓度为2mg/mL，所述金纳米棒的浓度50μg/mL。5.一种如权利要求2
‑
4任一所述的复合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在金纳米棒表面修饰硫辛酸化的两亲性聚合物mPECT，得到AuNR/PECT纳米棒，将AuNR/PECT纳米棒添加到水中得AuNR/PECT纳米棒溶液；制备负载紫草素的mPECT纳米粒；(2)将负载紫草素的mPECT纳米粒添加到A...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘涛，张芳，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军军医大学，
类型：发明
国别省市：