本发明专利技术提供了一种调控上转换发光纳米材料体内外自噬和毒性的方法，包括将多肽和上转换发光纳米材料混合孵育，以使所述多肽特异性结合纳米颗粒，其中，所述上转换发光纳米材料包含稀土。本发明专利技术利用稀土特异性结合多肽对上转换发光纳米材料的表面修饰，降低了上转换发光纳米材料在Hela细胞和Balb/c小鼠肝脏组织中的诱导细胞自噬的水平，进一步降低了上转换发光纳米材料的细胞毒性和肝损伤，提高了纳米材料的生物安全性；将稀土特异性结合肽连接肿瘤细胞靶向序列RGD合成双功能多肽RE-1-RGD，提高了上转换发光纳米材料诱导细胞自噬的能力，进一步增强纳米材料在肿瘤细胞中的毒性，有效提高了纳米材料的诊疗效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米生物学领域，具体涉及。
技术介绍
基于稀土的上转换发光纳米颗粒(upconversion nanophosphors, UCN)作为新一代生物发光标记，相比有机荧光染料和量子点等下转换发光标记而言，上转换发光纳米颗粒具有光稳定性好、化学稳定性高、吸收和发射带很窄、发光寿命长、潜在生物毒性小等优点，上转换发光标记因采用近红外连续激光作为激发源，具有较深的光穿透深度、无生物背景荧光干扰、对生物组织几乎无损伤等显著优势，使其成为生物成像的理想标记物。此外，由于稀土上转换纳米材料为稀土掺杂氟化物纳米颗粒，其具有较低的声子能，可以降低非辐射跃迁提高发光强度，在氧化物、硫化物、磷化物等众多基质中脱颖而出，近年来也被广泛应用在分析检测、疾病治疗等领域。然而，稀土上转换纳米颗粒作为无机纳米颗粒，用于体内应用及临床试验之前还存在着许多问题。例如，其易团聚且不溶于水，很难应用于体内环境；在体内进行生物成像及体内光动力治疗应用时，其会与很多组织、细胞及生物分子进行非特异性的粘附，影响作用效果；进入细胞或动物体内，其会引发严重的细胞自噬，甚至导致细胞死亡等。细胞自噬是细胞在营养缺乏等外界刺激下的应激反应，通过形成双层膜结构将部分胞质和细胞器包裹形成自噬体后与溶酶体融合形成自噬溶酶体，将内含物消化并重新利用。近年来的研究发现一个纳米材料普遍存在的生物学效应，即纳米材料进入细胞内导致自噬水平异常升高。纳米材料引发的自噬是一把双刃剑。随着纳米科技的迅猛发展，自发或有目的性地进入人体的纳米材料与日俱增，而这些纳米材料在体内组织器官中极可能产生的自噬效应对人类健康带来了安全性隐患，另一方面，自噬与重大疾病的发生、发展息息相关，对于广泛应用于生物医学诊断和治疗的纳米材料，通过对纳米材料引发的自噬进行人为调控，有望促进纳米材料在癌症等重大疾病中的诊断和治疗应用。目前，对自噬的调控研究主要是针对自噬自身水平的调控，例如自噬诱导齐U: 二氢青蒿素(CN102038678A)，以线粒体为靶点的二吡啶甲基胺类配体的锰配合物(CNl 01392007)，4-苯并噻酚氨基喹唑啉衍生物(CN101836992A)，β -咔啉钌配合物(CN101845060A)，植物病毒(烟草花叶病毒)(CN101653462)，雷帕霉素(CN102274219A)，非受体酪氨酸激酶c-Abl特异性抑制剂(CN1899616)，羟基酪醇(CN102397268A);自噬抑制剂:巴佛洛霉素Al (CN101953845A)，3-甲基腺嘌呤、SB203580、LY294002或渥曼青霉素(CN101869568A)，氯喹(CN101920015A)，羟基氯喹(CN101428025)。而对于无机纳米材料诱导的自噬的调控研究目前仍是一片空白。
技术实现思路
本专利技术提供了，所述方法包括将多肽和上转换发光纳米材料混合孵育，以使所述多肽特异性结合纳米颗粒，其中，所述上转换发光纳米材料包含稀土。在实施例中，应用噬菌体展示技术识别出的多肽具有一个编码展示多肽CTARSPWIC (RE-0,SEQ ID NO:1)的核苷酸序列。携带该展示多肽的噬菌体显示出特异性的高亲和力结合稀土纳米颗粒的能力。本专利技术中还提供了高亲和力的特异性结合稀土纳米颗粒的多肽及其类似物的化学合成，这些类似物包括噬菌体展示技术筛选鉴定出的氨基酸序列。包括含有噬菌体展示肽的氨基酸序列的特定多肽及其类似物，显示出能够高特异性结合稀土纳米材料的能力。这些稀土纳米材料包括稀土金属氧化物，稀土金属硫化物，稀土金属硫氧化物，基于稀土元素掺杂的上转换发光纳米材料以及一切含有稀土元素的化合物。任何本领域的技术人员所熟知的这些多肽或蛋白质的生产技术包括但不限于通过诸如重组技术等标准的分子生物学技术来表达肽或蛋白质、从自然原料中分离肽或蛋白质、或者化学合成这些肽或蛋白质等，都包括在本专利技术的保护范围之内。在一个较佳的实施例中，合成出一个序列为ACTARSPWICG (RE-1，SEQ ID NO:2)的多肽，RE-1包括了 RE-O的序列，即来源于噬菌体M13外壳蛋白上的RE-O序列加上两个末端氨基酸A和G。在另一些实施例中，RE-1的多肽类似物也被合成出来。这些多肽类似物包括RE-3 (ACffPATRISCG, SEQ ID NO:4)，它是RE-1两端的各2个氨基酸不变、中间七个氨基酸顺序打乱形成的；RE-2X(ACTARSPWICGGGACTARSPWICG，SEQ ID NO: 13)，它是由两个 RE-1组成的。已经证实这些多肽及其类似物高亲和力的特异性结合稀土纳米材料的能力。在另一些实施例中，RE-1的多肽类似物也被合成出来。这些多肽类似物包括RE-2 (TARSPWI，SEQ ID NO:3)，它是RE-1去掉两端各2个氨基酸后剩余的中间七个氨基酸组成的；RE-4 (AATARSPffICG, SEQ ID NO:5)，它是RE-1的一个单独氨基酸被替换(C —A);RE-5 (ACAARSPffICG, SEQ ID NO:6)，它是RE-1的一个单独氨基酸被替换(T —A);RE-6 (ACTAASPffICG, SEQ ID NO:7)，它是RE-1的一个单独氨基酸被替换(R —A);RE-7 (ACTARAPffICG, SEQ ID NO:8)，它是 RE-1 的一个单独氨基酸被替换(S — A);RE-8 (ACTARSAffICG, SEQ ID NO:9)，它是 RE-1 的一个单独氨基酸被替换(P — A) ;RE_9(ACTARSPAICG，SEQ ID NO: 10)，它是 RE-1 的一个单独氨基酸被替换(W — A) ;RE_10(ACTARSPffACG, SEQ ID NO: 11 )，它是 RE-1 的一个单独氨基酸被替换(I — A) ;RE_11(ACTARSPff I AG, SEQ ID NO:12)，它是RE-1的一个单独氨基酸被替换(C — A)。已经证实这些多肽及其类似物一般亲和力结合稀土纳米材料的能力。在另一些实施例中，RE-1的多肽类似物也被合成出来。这些多肽类似物包括RE-Ag (ACTARSPffICGGGNPSSLFRYLPSD, SEQ ID NO:14)，它是由 RE-1 和金属银特异性结合肽(NPSSLFRYLPSD)组成的，已经证实了它可以同时与稀土纳米颗粒和金属银高亲和力的特异性结合。RE-Ti (RKLPDAGGGACTARSPffICG, SEQ ID NO: 15)，它是由 RE-1 和金属钛特异性结合肽(RKLPDA)组成的，已经证实了它可以同时与稀土纳米颗粒和金属钛高亲和力的特异性结合。RE-AT (CLSYYPSYCGGACTARSPffICG, SEQ ID NO: 16)，它是由 RE-1 和凋亡细胞靶向肽(CLSYYPSYC)组成的，已经证实了它不仅可以与稀土纳米颗粒高亲和力的特异性结合，而且可以将稀土纳米颗粒靶向到凋亡细胞表面。RE-PH (SMSIARLGGACTARSPffICG,SEQ ID N0:17)，它是由RE-1和前列腺组织靶向肽(SMSIARL)组成的，已经证实了它不仅可以与稀土纳米颗粒高亲和本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种调控上转换发光纳米材料体内外自噬和毒性的方法，其特征在于，所述方法包括将多肽和上转换发光纳米材料混合孵育，以使所述多肽特异性结合纳米颗粒，其中，所述上转换发光纳米材料包含稀土。
【技术特征摘要】
2012.06.07 CN 201210185632.01.一种调控上转换发光纳米材料体内外自噬和毒性的方法，其特征在于，所述方法包括将多肽和上转换发光纳米材料混合孵育，以使所述多肽特异性结合纳米颗粒，其中，所述上转换发光纳米材料包含稀土。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多肽含有SEQID NO:1所示的多肽序列或其类似物。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述类似物是通过将SEQID N0:1所示的多肽序列的氨基酸增加、缺失、变换顺序或替换获得。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述氨基酸增加的类似物为SEQID NO:2,SEQ ID NO: 13、SEQ ID NO: 14、SEQ ID NO: 15、SEQ ID NO: 16、SEQ ID N...
【专利技术属性】
技术研发人员：温龙平，张云娇，许婧，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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