【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医药领域，特别是涉及一种诱导细胞铁死亡的生物杂化体系及其制备方法和应用。
技术介绍
1、铁死亡是近年来发现的一种独特的程序性细胞死亡，以铁依赖性脂质过氧化为特征，由脂质、铁和氨基酸代谢等细胞代谢网络进行精确调节。特别是三阴性乳腺癌表现出铁死亡相关基因的独特表达模式，使其特别容易受到铁死亡诱导物的影响，表明这种非凋亡性细胞死亡是治疗三阴性乳腺癌的一个有吸引力的靶点。肿瘤细胞的铁死亡通路受到t细胞的调控，并且参与t细胞介导的抗肿瘤免疫反应，揭示了铁死亡肿瘤免疫协同治疗将是肿瘤免疫治疗的一种新策略。
2、金属离子在铁死亡肿瘤免疫协同治疗中可以发挥重要的作用。随着纳米技术的发展，各种铁基纳米材料，如氧化铁纳米颗粒和铁-有机框架材料，它们能够传递外源性铁来激活铁死亡。然而，过量使用外源金属可能会对人类健康造成包括急性和慢性损害等潜在的不利影响。此外，由于肿瘤异质性和实体瘤混乱的脉管系统、高间质压力等因素，导致纳米粒子的被动靶向肿瘤的效果有限，并且大多停留在肿瘤表层不能浸润肿瘤深部。同时，单一的疗法很难产生有效的抗肿瘤作用，如何诱导机体产生强大而持久的抗肿瘤免疫反应也是一个难题。因此，如何提高肿瘤细胞铁积累是实现细胞铁死亡的关键因素。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种诱导细胞铁死亡的生物杂化体系及其制备方法和应用，以解决上述现有技术存在的问题。本专利技术所述生物杂化体系能够提高肿瘤细胞铁积累，进而实现有效防治癌症的目的。
2、为实现上述目的
3、本专利技术提供了一种诱导细胞铁死亡的生物杂化体系，所述生物杂化体系由负载铁蛋白靶向肽的中空普鲁士蓝纳米粒和巨噬细胞的外囊泡构建得到；
4、所述负载铁蛋白靶向肽的空普鲁士蓝纳米粒和外囊泡的质量比为1:1。
5、优选的，所述铁蛋白靶向肽的氨基酸序列如seq id no.1所示，具体为hknkgkkngkhngwk。
6、优选的，所述巨噬细胞的为m1型巨噬细胞。
7、本专利技术提供了上述的生物杂化体系的构建方法，包括：
8、步骤1.将空普鲁士蓝纳米粒悬浮液与聚丙烯酸溶液混合后，干燥，得到hmpb-cooh；
9、步骤2.将hmpb-cooh、碳二亚胺盐酸盐和n-羟基丁二酰亚胺溶解于二甲基甲酰胺，搅拌4h后加入铁蛋白靶向肽，继续反应12h，得到负载铁蛋白靶向肽的空普鲁士蓝纳米粒；
10、步骤3.将负载铁蛋白靶向肽的空普鲁士蓝纳米粒与外囊泡混合后，依次进行超声、共孵育和离心，得到生物杂化体系。
11、优选的，步骤3中，所述负载铁蛋白靶向肽的中空普鲁士蓝纳米粒和外囊泡的质量比为1:1；
12、所述超声的时间为5min；所述共孵育的时间为1h，温度为37℃；所述离心的离心力为4000×g，时间为30min。
13、优选的，步骤2中，所述hmpb-cooh、碳二亚胺盐酸盐和n-羟基丁二酰亚胺的质量比为10：10：12.5。
14、进一步优选的，所述中空普鲁士蓝纳米粒可以是购买得到，也可以是自行制备；当自行制备中空普鲁士蓝纳米粒时，制备原料包括k3[fe(cn)6]·3h2o和聚乙烯吡咯烷酮。
15、本专利技术提供了上述的生物杂合体系在制备铁死亡诱导材料或铁死亡诱导剂中的应用。
16、本专利技术提供了一种铁死亡诱导材料或铁死亡诱导剂，有效成分包括上述的生物杂化体系。
17、本专利技术提供了上述的生物杂合体系在制备诱导肿瘤细胞铁死亡的材料中的应用。
18、优选的，所述肿瘤包括三阴性乳腺癌。
19、本专利技术公开了以下技术效果：
20、本专利技术提供了一种诱导细胞铁死亡的生物杂化体系(m1ev@hmpb-h)，所述的细胞铁死亡生物杂化体系是由功能修饰中空普鲁士蓝纳米粒和巨噬细胞的外囊泡组成。该生物杂化体系中的中空普鲁士蓝纳米粒(hmpb)是一种铁有机框架结构材料，可以通过降解释放铁离子提供外源性铁离子；而铁蛋白靶向肽具有很强的铁蛋白归巢能力，经铁蛋白靶向肽修饰的纳米颗粒在细胞摄取后聚集在铁蛋白周围，为破坏铁蛋白提供内源性铁离子奠定基础；利用铁蛋白靶向肽修饰普鲁士蓝纳米粒的铁蛋白靶向能力、光热性能以及其降解性，能够同步实现内源性铁离子的激活和外源性铁离子的补给；利用铁蛋白靶向肽对细胞内铁蛋白的归巢能力，靶向聚集在铁蛋白周围，光照激活活性氧介导铁蛋白破坏，促进内部铁的释放，激活内源性铁死亡；利用普鲁士蓝纳米粒在肿瘤细胞内的降解效应，释放外源性铁离子进行供给，以“里应外合”方式强化肿瘤细胞内铁离子的积累效应，进而诱导强烈细胞铁死亡的能力。该生物杂化体系中的m1型巨噬细胞外囊泡(m1ev)作为递送载体，可以提高纳米粒子在肿瘤部位的蓄积量，同时m1型巨噬细胞外囊泡可以作为细胞治疗的工具，逆转肿瘤免疫抑制微环境，具有显著的协同抗肿瘤效果。
21、本专利技术所述生物杂化体系能够利用细胞铁死亡引发具有免疫原性细胞死亡(icd)的免疫反应，促进树突状细胞(dc)成熟和t细胞浸润的能力，同时通过t细胞的调控来激活肿瘤细胞的铁死亡通路，形成铁死亡-肿瘤免疫的闭环效应，能够改善肿瘤微环境中免疫抑制的现象，使人体正常抗肿瘤免疫防御能力得以恢复和重建，提高肿瘤免疫治疗疗效。而且，本专利技术具体实施例的结果证明：所述生物杂化体系介导的肿瘤铁死亡联合光热-免疫疗法效果更佳，弥补了单一疗法抗肿瘤某些方面的不足。而且本专利技术实现简单，具有效率高和效果好的优势，达到了应用的要求。
22、本专利技术所述生物杂化体系的工作原理为：1、内外源铁离子积累共同增强肿瘤铁死亡：修饰铁蛋白靶向肽的普鲁士蓝纳米粒充分利用了普鲁士蓝本身降解释放铁离子和一些肿瘤(如胰腺癌、乳腺癌和肝细胞癌)中铁蛋白含量高的特点，促进细胞中内外源铁离子的积累，增强铁死亡效应；2、巨噬细胞外囊泡结合普鲁士蓝纳米粒的肿瘤精准递送：融合了细胞外囊泡与纳米材料结合的递送系统的优势，细胞仿生载体与纳米材料系统的结合为负载量和载体活性之间提供了功能平衡，利用细胞仿生递送系统的生物趋向性实现肿瘤靶向治疗；3、光热增强铁死亡协同免疫治疗新方法：铁蛋白靶向肽修饰的普鲁士蓝纳米粒提供内外源铁离子，光热引发并促进肿瘤细胞铁死亡诱导具有免疫原性细胞死亡的免疫反应，最后通过对t细胞的调控，进一步激活肿瘤细胞的铁死亡通路，形成铁死亡-肿瘤免疫的闭环效应，提高肿瘤免疫协同治疗效果。
23、本专利技术还能够克服现有技术存在如下问题：1、外源性金属过量导致的毒性问题；2、肿瘤细胞铁积累不够，细胞铁死亡效率低；3、免疫抑制的肿瘤微环境；4、纳米粒被动靶向肿瘤的效果不足；5、单一疗法抗肿瘤效果不足。
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1.一种诱导细胞铁死亡的生物杂化体系，其特征在于，所述生物杂化体系由负载铁蛋白靶向肽的中空普鲁士蓝纳米粒和巨噬细胞的外囊泡构建得到；
2.根据权利要求1所述的生物杂化体系，其特征在于，所述铁蛋白靶向肽的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。
3.根据权利要求1所述的生物杂化体系，其特征在于，所述巨噬细胞为M1型巨噬细胞。
4.权利要求1所述的生物杂化体系的构建方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的构建方法，其特征在于，步骤3中，所述负载铁蛋白靶向肽的中空普鲁士蓝纳米粒和外囊泡的质量比为1:1；
6.根据权利要求4所述的构建方法，其特征在于，步骤2中，所述HMPB-COOH与碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺的质量比为10：10：12.5。
7.权利要求1所述的生物杂合体系在制备铁死亡诱导材料或铁死亡诱导剂中的应用。
8.一种铁死亡诱导材料或铁死亡诱导剂，其特征在于，有效成分包括权利要求1所述的生物杂化体系。
9.权利要求1所述的生物杂合体系在制备诱导肿瘤细胞铁死亡的材料中
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述肿瘤包括三阴性乳腺癌。
...【技术特征摘要】
1.一种诱导细胞铁死亡的生物杂化体系，其特征在于，所述生物杂化体系由负载铁蛋白靶向肽的中空普鲁士蓝纳米粒和巨噬细胞的外囊泡构建得到；
2.根据权利要求1所述的生物杂化体系，其特征在于，所述铁蛋白靶向肽的氨基酸序列如seq id no.1所示。
3.根据权利要求1所述的生物杂化体系，其特征在于，所述巨噬细胞为m1型巨噬细胞。
4.权利要求1所述的生物杂化体系的构建方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的构建方法，其特征在于，步骤3中，所述负载铁蛋白靶向肽的中空普鲁士蓝纳米粒和外囊泡的...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕丰，董霞，盛书培，张燕，朱敦皖，梅林，
申请(专利权)人：中国医学科学院生物医学工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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