一种捕获氢离子的细胞微环境稳定剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种捕获氢离子的细胞微环境稳定剂及其制备方法与应用，属于生物医药技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种捕获氢离子的细胞微环境稳定剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于生物医药
，具体涉及一种捕获氢离子的细胞微环境稳定剂及其制备方法与应用
。

技术介绍

[0002]炎症是组织再生过程中的关键影响因素之一，中度急性炎症可以加速组织再生过程，而慢性炎症会造成不可逆的组织损伤
。
其中，
Nod
样受体蛋白
3(NLRP3)
炎症小体途径是慢性炎症形成的重要途径，其异常激活已被证明是许多炎症性疾病
、
代谢性疾病
、
退行性疾病和衰老疾病的重要分子机制
。
[0003]在慢性炎症中，
NLRP3
级联轴被内源性危险信号损伤相关分子模式
(DAMPs)
激活，包括炎症细胞因子
、
酸性和活性氧应激
(ROS)。
激活的
NLRP3
炎症小体会招募连接蛋白
ASC
和
Caspase
‑1前体，一起组装成炎症小体聚合物
。
组装的炎性小体产生活化的裂解
Caspase
‑1，并进一步将无活性的
IL
‑1β
前体剪接成活性的
IL
‑1β
。
这条
NLRP3/Caspase
‑
1/IL
‑1β
被称为经典的
NLRP3
炎症级联轴，可通过释放
IL
‑1β
因子参与局部炎症微环境的形成，导致长期慢性炎症和持续性组织破坏
。
因此，控制
NLRP3
炎性体的活性水平可以有效抑制这些疾病的进展
。
[0004]目前，多种
NLRP3
小分子抑制剂
(
如
MCC950)
已进入临床试验，用于抑制全身性炎症
[1]。
然而，在全身给药的情况下，
MCC950
表现出强烈的肝毒性，而局部注射由于反复创伤和抑制炎症，感染的风险很高
。
在损伤的微环境中，
NLRP3
激活的主要原因是微环境危险因素如
ATP、
胆固醇
、
颗粒或理化因素的改变
。
因此，如果能够有效消除外界微环境因素，同时保持细胞外微环境的长期稳定性，将有望在避免小分子抑制剂局部毒性的同时，实现对炎症的持续有效抑制
。
[0005]基于此，人们渴望开发出能够特异性抑制
NLRP3
炎性小体异常激活
、
抑制慢性炎症的工程生物材料，以期将其用于促进退行性组织的再生
。
[0006]NLRP3
异常激活的根本原因是细胞外基质
(ECM)
损伤导致的异常环境
。
考虑到局部药物的损失和失活，即使在早期通过稳定细胞内外环境抑制
NLRP3
，但随着时间的变化，由于
ECM
的破坏，环境仍会逐渐恶化，从而失去抑制
NLRP3
炎性体的能力
。ECM
的更新和修复可以进一步维持细胞内外环境的稳定，从而为细胞发挥其功能提供良好的环境
。
因此，在抑制
NLRP3
的同时启动
ECM
的更新是最终消除慢性炎症和完成组织再生的关键
。
诸如使用细胞因子或小分子化合物等
[2,3]策略来增强髓核细胞
(NPC)
中
ECM
的合成是这一方向上最早的尝试
。
然而，在低
pH、
高
ROS、
高炎症的环境中，细胞的更新能力严重受损，对外源性药物刺激不敏感
。
此外，直接将药物注射到椎间盘存在药物快速流失
、
反针孔漏出等问题
。
[0007]有研究者
[4
‑
6]通过构建基于微流体技术的可注射水凝胶微球来模拟短时间内的
ECM
，可以为内源性或外源性细胞提供稳定的活土，通过局部给药有效缓解组织变性
。
然而，纯水凝胶微球并不能抑制炎症，在恶劣的微环境中降解速度会明显加快，无法提供长期稳定的生存土壤
。
因此，装载在微球中的细胞在进入椎间盘后也容易受到炎症微环境的影响，
导致难以发挥
ECM
重塑的能力
。
[0008]因此，如何开发出能够特异性抑制
NLRP3
炎性小体异常激活
、
抑制慢性炎症的水凝胶微球生物材料，并能够利用微球对环境的稳定能力充分发挥
ECM
的重塑功能，更好地促进组织再生的能力，重塑细胞
‑
环境良性循环，彻底改善细胞生存的土壤，成为亟待解决的技术问题
。
[0009]引用的参考文献如下：
[0010][1]H.Li,Y.Guan,B.Liang,P.Ding,X.Hou,W.Wei,Y.Ma,Therapeutic potential of MCC950,a specific inhibitor of NLRP3 inflammasome.Eur J Pharmacol 928,175091(2022).
[0011][2]J.S.Kang,C.Liu,R.Derynck,New regulatory mechanisms of TGF
‑
beta receptor function.Trends Cell Biol 19,385
‑
394(2009).
[0012][3]B.Costachescu,A.G.Niculescu,R.I.Teleanu,B.F.Iliescu,M.Radulescu,A.M.Grumezescu,M.G.Dabija,Recent Advances in Managing Spinal Intervertebral Discs Degeneration.Int J Mol Sci 23,(2022).
[0013][4]H.Ruan,Y.Li,D.Zheng,L.Deng,G.Chen,X.Zhang,Y.Tang,W.Cui,Engineered extracellular vesicles for ischemic stroke treatment.The Innovation,100394(2023).
[0014][5]Y.Lei,Y.Wang,J.Shen,Z.Cai,Y.Zeng,P.Zhao,J.Liao,C.Lian,N.Hu,X.Luo,W.Cui,W.Huang,Stem Cell
‑
Recruitin本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种捕获氢离子的细胞微环境稳定剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)
将
CaCl2溶液与含有
TGF
‑
β
1、
过氧化氢酶和聚乙二醇
‑
聚谷氨酸嵌段共聚物
、CaCO3的
HEPES
缓冲液混合，搅拌下发生矿化反应，得到矿化纳米颗粒；
(2)
将
GelMA
水凝胶微球和血清亮氨酸氨基肽酶在微流控装置中于冷冻条件下制备得到水凝胶微球，将冷冻后的水凝胶微球进行光交联，冻干；
(3)
将步骤
(2)
所得水凝胶微球与步骤
(1)
所得矿化纳米颗粒混合，制备得到所述细胞微环境稳定剂
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤
(1)
中所述矿化反应的条件为于
4℃
下搅拌反应
12h。3.
根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤
(1)
中所述
TGF
‑
β
1、
过氧化氢酶和聚乙二醇
‑
聚谷氨酸嵌段共聚物的重量比为1：
150
：
5。4.
根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤
(2)
中所述冷冻条件为温度
‑
40℃
，所述光交联的条件为于
405nm
光下交联
15min。5.
根据权利要求1或2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔文国，阮慧瞳，
申请(专利权)人：上海市伤骨科研究所，
类型：发明
国别省市：