System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种用于神经退行性疾病预防和治疗的金纳米团簇的制备与应用制造技术_技高网

一种用于神经退行性疾病预防和治疗的金纳米团簇的制备与应用制造技术

技术编号:40737136 阅读:2 留言:0更新日期:2024-03-25 19:58
一种用于神经退行性疾病预防和治疗的金纳米团簇的制备与应用,涉及预防和治疗神经退行性疾病的领域。按照摸索出的温度和pH条件将合适的金盐溶液与天然肽/蛋白质充分搅拌,此时金盐中的高价Au离子被还原,呈现出发光特性。相较普通的肽金复合物或金化合物,本发明专利技术的纳米团簇可以抑制神经系统内小胶质细胞的免疫活性,减弱炎症环境对神经元细胞的毒性;还可以促进星形胶质细胞分泌神经营养因子IGF‑1,增强神经元细胞活性和增殖速度;由于有极小的尺寸可进入血脑屏障并且有较好的生物安全性和稳定性,可实现神经退行性疾病的早期预防与有效治疗。可用于以阿尔兹海默病为代表的多种神经退行性疾病的治疗应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及神经退行性疾病预防及治疗领域,详细可概括为一种用于抑制阿尔兹海默症等神经退行性疾病的的发展进程的纳米级金簇化合物的制备方法和相关表征,以及通过在体外神经系统细胞生物安全性的测试、作用机制的测试和小鼠体内的行为学测试等等验证该类络合物对以阿尔兹海默症为代表的神经退行性疾病的预防和治疗作用。


技术介绍

1、随着老龄化进程的不断加快,神经退行性疾病的发病率越来越高,在世界范围内严重影响人类健康。顾名思义,神经退行性疾病以神经细胞的退化甚至死亡为标志,严重损害躯体运动能力或认知能力。大多数神经退行性疾病是由变性蛋白质聚集引起的神经营养缺乏引起,而导致蛋白质变性的原因研究还不全面,遗传、炎症等都是其中的调节因素。阿尔兹海默症(alzheimer’s disease,ad)作为最常见的神经退行性疾病,严重危害着老年人口健康,且发病年龄有年轻化趋势。目前ad的发病机制并不是十分清楚,其中一种假说是ad患者大脑中淀粉样蛋白β(aβ)的错误折叠和过度磷酸化tau蛋白的聚集,导致神经营养因子缺乏、外部神经毒素积累等,使神经元细胞退化甚至死亡。另一种假说和神经炎症有关,因为在ad患者大脑中存在炎症因子、急性期反应物等诸多炎症指标,证明炎症与ad的病程发展密切相关。目前临床对ad的诊断和干预都处于疾病的中后期,但是只能在一定程度上缓解症状,无法阻止疾病进程。它们以口服为主,但是穿越中枢神经系统血脑屏障(bloodbrain barrier,bbb)效率较低,且患者需要长期口服,治疗花销昂贵;从1998年起,美国生物医药产业研发出的ad药物已达120种有余,但是真正通过审批上市的仅有四个(多奈哌齐、卡巴拉汀、加兰他敏、美金刚),其余全部失败。2003年,美金刚最后上市,迄今为止,约16年没有一个适用于ad患者的新药问世。因此,亟需有效的预防或治疗药物。

2、营养因子缺乏和炎症导致的神经细胞退化或者死亡是导致ad发生的两大原因。igf-1 是一种生长因子,近年来文献表明igf-1能够调节神经元活动,影响认知功能。例如,血清igf-1水平与脑内aβ水平显著相关。皮下输注igf-1给老年大鼠可将aβ水平降低至年轻大鼠的水平。还有研究表明ad患者血清内的igf-1含量明显低于健康对照组,而且随着病变程度加重,igf-1含量明显下降,说明igf-1在维持神经元活性,促进老年神经活动,包括调节ad中的重要作用。所以,如果能够同时促进神经系统中igf-1的含量和抑制神经炎症,将可以双管齐下,更有效地预防和治疗ad为例的多种神经退行性疾病。

3、多肽与au形成的络合物,分子结构明确,具有良好的生物相容性,还具有独特物理化学性质,比如稳定的荧光和类酶催化性质等。得益于这些独特物理化学性质和多肽的可设计性,该类材料在生物医学方面具有很大的潜力。文献表明天然肽/蛋白质与au形成的络合物具有抑制外周系统中巨噬细胞介导炎症的活性,其可以通过抑制nf-κb和p38 mapk信号通路,减少炎症条件下的巨噬细胞有关促炎因子的分泌,起到保护抑制炎症的作用,因此对于改善神经退行性疾病的治疗现状具有较大应用前景。但是,目前还没有该材料调节中枢神经系统内的免疫细胞活性和对神经营养因子分泌影响的报道,也缺乏其用于小鼠体内神经退行性疾病模型预防和治疗的报道。


技术实现思路

1、治疗神经退行性疾病的难点在于如何在早期阻止神经元细胞的退化和死亡。ad患者死后组织病理学显示,在脑区的神经元胞外存在着老年斑(senileplaque,sp),老年斑的周围常围绕小胶质细胞与活性星型胶质细胞,小胶质细胞保护中枢神经系统免受病原体损伤;星型胶质细胞同神经元一样拥有复杂的细胞结构并且能分泌丰富的产物,如受体、生长因子、神经营养因子等。本专利技术提供一种新合成的纳米水平上的金团簇预防和治疗神经退行性疾病,通过建立围绕小胶质细胞与星型胶质细胞的神经炎症体外共培养体系以及单一孵育星型胶质细胞的体系,验证金纳米团簇能否通过影响该系统的免疫活性和神经营养因子水平来影响神经元细胞活性;同时通过体外动物ad模型的行为学实验验证该金纳米团簇对预防和治疗神经退行性疾病的效力以及潜在作用。

2、本专利技术涉及一种金与含巯基天然肽/蛋白质的制备及应用,涉及神经退行性疾病预防和治疗领域,是将金的盐溶液与含巯基的天然肽/蛋白质在特定温度和ph下混合搅拌,高价金在还原剂的作用下被还原成金原子和低价金离子。本专利技术可以用于阿尔兹海默病等神经退行性疾病的早期预防和治疗等等。相较普通金纳米化合物,可增加与神经退行性疾病病灶部位的靶向效率,通过抑制炎症和促进营养来保护中枢系统的神经元细胞,从而预防或延缓ad发病进程。

3、金与天然肽/蛋白质的巯基反应形成的络合物的制备方法,包括以下步骤:将金盐溶液与含巯基的肽/蛋白质混合形成混合液,在一定温度及ph条件下,加入还原剂,使该混合液体系发生还原反应,au通过与多肽/蛋白质的巯基相作用,形成所述络合物。

4、所述的金盐溶液为金化合物为三价无机盐类化合物,如氯金酸。其中所述三价金被还原为金原子或/和一价金。

5、所述的还原剂为硼氢化钠(nabh4)、氢氧化钠(naoh)、维生素c(vitamin c)或柠檬酸三钠(trisodium citrate dihydrate)等,根据实际合成优选。

6、在混合溶液中含巯基天然肽/蛋白质的浓度为0.1μm-10m,金盐浓度为0.01m-10m。多肽/蛋白质与金盐的摩尔比为1:1-2:1,根据实际合成优选。

7、所述混合液发生还原反应,反应温度为20~75℃,ph条件为弱碱性或中性,可根据需要调节、优选。

8、所述混合液发生还原反应,在20~75℃避光搅拌5-15小时,溶液颜色由浅黄发生颜色转变,通过超滤、透析等方法纯化得到络合物。此络合物的水合粒径一般在2nm以上。

9、所述的金与天然肽/蛋白质所合成的络合物的应用,用于制备控制神经炎症,促进神经营养因子分泌的药物,其对早期神经退行性疾病的病理预防和治疗具有一定作用。

10、所述金与天然肽/蛋白质所合成的络合物的应用,用于制备预防或治疗神经退行性疾病的药物。所述的神经退行性疾病包括但不局限于阿尔兹海默病、帕金森氏病和神经胶质瘤等多种疾病。

11、本专利技术所述的天然肽/蛋白质与金的络合物应用于神经退行性疾病的预防和治疗,相较于现有的加强患者认知能力的口服药物,可以将多肽/蛋白质的功能和金络合物的尺寸小性能以及良好的生物兼容性整合在同一个化合物上,实现了体外神经系统细胞混合培养体系中对于神经炎症的控制和通过促进神经营养因子igf-1的分泌来增强神经元细胞繁殖,为双管齐下控制神经退行性疾病的进展提供了新的思路和数据基础。同时该金纳米团簇在体内动物模型上的实验证明其可以显著延缓ad等神经退行性疾病的发病进程,且毒副作用小,因此具有神经退行性疾病的预防和治疗潜力。

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【技术保护点】

1.一种金与含巯基的天然多肽/蛋白质反应形成的络合物,其特征在于所述的金络合物的分子组成(Au)x(G)y,x=1~50,y=1~30,其中G指的是含巯基的多肽/蛋白质分子;多肽/蛋白质分子为具有抗氧化能力的功能多肽/蛋白质;所述的络合物的水合粒径介于1~5nm。

2.制备权利要求1所述的一种金与含巯基的抗氧化多肽/蛋白质分子的络合物的方法,其特征在于,包括以下步骤:将可溶性的Au化合物溶液与含巯基的抗氧化多肽/蛋白质分子混合,形成混合液,在一定温度及pH条件下,使所述混合液体系发生还原反应,所述Au原子通过与多肽/蛋白质的巯基作用,形成所述络合物,所述含巯基的多肽选自具有抗氧化功能肽/蛋白质,优选谷胱甘肽(GSH);

3.按照权利要求2所述的方法,其特征在于,在混合溶液中,所述含巯基的抗氧化多肽/蛋白质分子的浓度为0.1μM-10M,Au化合物浓度为0.01M-10M;含巯基的抗氧化多肽/蛋白质分子与金盐的摩尔比为1:1-2:1。

4.按照权利要求2所述的方法,其特征在于,所述Au化合物为Au的三价化合物,如金盐类等;其中所述三价化合物中的Au离子被还原为Au原子或一价Au离子。

5.按照权利要求2所述的方法,其特征在于,所述混合液发生还原反应,在20~75℃搅拌5-15小时,待溶液颜色由浅黄发生颜色转变后,通过超滤、透析等纯化方法得到纳米级GA络合物。

6.权利要求1所述的一种金与含巯基的抗氧化多肽/蛋白质分子反应形成的络合物的应用,应用于提高星形胶质细胞神经营养因子IGF-1的表达和分泌;或应用在星形胶质细胞和神经元细胞的体系内增加神经元细胞的活性和增殖水平,或抑制小胶质细胞炎症因子的分泌。

7.权利要求6所述的应用,抑制小胶质细胞炎症因子的分泌包括但不局限于IL-1α、C1q和TNFα等。

8.权利要求6所述的应用,在小胶质细胞、星形胶质细胞和神经元细胞的体系内,抑制炎症因子对神经元的毒性作用,促进神经元存活。

9.权利要求6所述的应用,制备预防和治疗神经退行性疾病的药物,所述的神经退行性疾病包括但不局限于阿尔兹海默病、帕金森氏病等多种疾病。

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【技术特征摘要】

1.一种金与含巯基的天然多肽/蛋白质反应形成的络合物,其特征在于所述的金络合物的分子组成(au)x(g)y,x=1~50,y=1~30,其中g指的是含巯基的多肽/蛋白质分子;多肽/蛋白质分子为具有抗氧化能力的功能多肽/蛋白质;所述的络合物的水合粒径介于1~5nm。

2.制备权利要求1所述的一种金与含巯基的抗氧化多肽/蛋白质分子的络合物的方法,其特征在于,包括以下步骤:将可溶性的au化合物溶液与含巯基的抗氧化多肽/蛋白质分子混合,形成混合液,在一定温度及ph条件下,使所述混合液体系发生还原反应,所述au原子通过与多肽/蛋白质的巯基作用,形成所述络合物,所述含巯基的多肽选自具有抗氧化功能肽/蛋白质,优选谷胱甘肽(gsh);

3.按照权利要求2所述的方法,其特征在于,在混合溶液中,所述含巯基的抗氧化多肽/蛋白质分子的浓度为0.1μm-10m,au化合物浓度为0.01m-10m;含巯基的抗氧化多肽/蛋白质分子与金盐的摩尔比为1:1-2:1。

4.按照权利要求2所述的方法,其特征在于,所述au化合物...

【专利技术属性】
技术研发人员:高学云薛艺琳曹楷袁卿
申请(专利权)人:北京工业大学
类型:发明
国别省市:

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