一种靶向肿瘤微环境的V9302修饰的纳米胶囊、制备及应用

本发明涉及一种用于肿瘤微环境递送系统的纳米胶囊、及制备方法及应用，属于纳米药物。

背景技术：

1、近年来，饥饿疗法作为一种新兴的癌症治疗方式引起了广泛关注。众所周知，癌细胞可以快速增殖，这需要大量的营养物质供应。切断营养供应诱导饥饿可有效抑制肿瘤生长。目前，该策略主要涉及两种机制。一种是通过阻断/破坏血管或抑制血管生成直接切断肿瘤部位的血液供应。另一种是耗尽肿瘤中必需的营养物质。作为一种氧化还原酶，葡萄糖氧化酶(gox)具有将葡萄糖、氧气和水转化为葡萄糖酸的内在特性，同时产生过氧化氢。鉴于葡萄糖代谢在肿瘤生长中的关键作用，葡萄糖氧化酶(gox)介导的通过消耗细胞内葡萄糖引起的饥饿作为一种先进的肿瘤治疗方法引起了广泛的探索。

2、癌细胞独特的代谢需求表明了一种针对癌症代谢的新治疗策略。v9302是最近报道的一种asct2氨基酸转运蛋白抑制剂，它通过阻断谷氨酰胺的摄取而显示出有希望的抗肿瘤活性。然而，其较差的水溶性和肿瘤细胞的代偿性代谢网络可能会限制其潜在的临床应用。

3、因此我们这里设计了一个可以靶向肿瘤微环境的纳米胶囊，可以消耗肿瘤微环境中的葡萄糖阻断癌细胞对葡萄糖得到摄取，同时也可以特异性阻断癌细胞对谷氨酰胺的摄取，以达到采用饥饿疗法治疗肿瘤的目的。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提出一种用于肿瘤微环境递送系统的纳米胶囊及制备方法及应用。

2、本发明通过以下技术方案解决技术问题：本发明首先提供一种用于肿瘤微环境递送系统的纳米材料，为由v9302衍生物修饰的纳米胶囊组成。所述v9302衍生物为具有游离的羧基的v9302；纳米胶囊由2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱、n-(3-氨基丙基)甲基丙烯酰胺、甲叉丙烯酰胺、过硫酸铵、四甲基乙二胺组成壳，内部以葡萄糖氧化酶为负载蛋白。

3、本发明进一步提供该材料的制备方法，具体是用于肿瘤微环境递送系统的纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

4、第一步、具有游离的羧基v9302的衍生物v9302-cooh的制备：将v9302的氨基通过可酸响应原药释放的linker修饰出一个游离的羧基；

5、第二步、纳米胶囊的制备：以2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和n-(3-氨基丙基)甲基丙烯酰胺作为单体，甲叉丙烯酰胺为交联剂，过硫酸铵和四甲基乙二胺作为引发剂，在磷酸盐缓冲溶液(pbs)中通过自由基聚合制备纳米材料，同时以葡萄糖氧化酶为负载蛋白，葡萄糖氧化酶包覆在纳米材料中形成纳米胶囊；

6、第三步、v9302修饰的纳米胶囊的制备：将第一步的具有游离的羧基的v9302-cooh和第二步的纳米胶囊进行偶联，得到以v9302作为表面修饰的纳米胶囊。

7、上述方法的所述第一步中，具有游离的羧基v9302衍生物的制备为：将v9302与顺乌头酸酐在无水dmf中室温搅拌48h，反应如下：

8、

9、所述第二步中，在pbs中，按2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱、n-(3-氨基丙基)甲基丙烯酰胺、甲叉丙烯酰胺、四甲基乙二胺、葡萄糖氧化酶、过硫酸铵的顺序依次按比例加入离心管,在摇床上反应过夜，通过疏水柱纯化除去游离蛋白，得到纳米胶囊。

10、2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱、n-(3-氨基丙基)甲基丙烯酰胺、甲叉丙烯酰胺、四甲基乙二胺、葡萄糖氧化酶、过硫酸铵摩尔比＝49900:17000：20000:54：6:1300。

11、所述第三步中，首先将v9302修饰的产物v9302-cooh溶于dmso中，加入1.2倍当量的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，约1min后加入3eq三乙胺溶液，加入1.2倍当量的n-羟基琥珀酰亚胺，2-3min，然后加入纳米胶囊；所述纳米胶囊的浓度以其包裹的蛋白浓度为准；优选纳米胶囊中葡萄糖氧化酶:v9302-cooh的摩尔比1:75-100。

12、本发明再进一步提供用于肿瘤微环境递送系统的纳米材料的应用，包括纳米材料在制备肿瘤微环境靶向药物中的应用。

13、该应用还包括纳米材料在制备递送大分子治疗药物到肿瘤部位的药物中的应用。

14、本发明以2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(mpc)、n-(3-氨基丙基)甲基丙烯酰胺(apm)为单体甲叉丙烯酰胺(bis)为交联剂，过硫酸铵(aps)、四甲基乙二胺(temed)为引发剂，利用自由基聚合形成的纳米材料，将葡萄糖氧化酶(gox)包裹在纳米材料内部，形成纳米胶囊，并在其表面修饰v9302分子，利用其可以抑制肿瘤细胞表面asct-2转运体，并特异性抑制肿瘤细胞对谷氨酰胺的摄取，并与葡萄糖氧化酶(可以消耗葡萄糖产生h2o2)联合使用，可以同时抑制肿瘤细胞对谷氨酰胺及葡萄糖的摄取，从而协同作用以达到肿瘤饥饿治疗的目的。

15、本发明的有益效果：首先，我们设计了可以靶向肿瘤微环境的纳米载体，并可以通过响应肿瘤酸性微环境原药释载体所表面修饰药物(v9302)；其次我们通过同时阻断肿瘤细胞对葡萄糖及谷氨酰胺的摄取，以通过饥饿疗法杀死肿瘤细胞；最后我们发现gox通过消耗葡萄糖后释放的h2o2可以引起较强肿瘤免疫，增加了t细胞在肿瘤部位的聚集。

技术特征：

1.一种靶向肿瘤微环境的v9302修饰的纳米胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.按照权利要求1所述的一种靶向肿瘤微环境的v9302修饰的纳米胶囊的制备方法，其特征在于，第一步中，具有游离的羧基v9302衍生物的制备为将v9302与顺乌头酸酐溶解在无水dmf中室温搅拌48h，反应如下：

3.按照权利要求1所述的一种靶向肿瘤微环境的v9302修饰的纳米胶囊的制备方法，其特征在于，第二步中，在pbs中，按2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱、n-(3-氨基丙基)甲基丙烯酰胺、甲叉丙烯酰胺、四甲基乙二胺、葡萄糖氧化酶、过硫酸铵的顺序依次按比例加入离心管,在摇床上反应过夜，通过疏水柱纯化除去游离蛋白，得到纳米胶囊。

4.按照权利要求3所述的一种靶向肿瘤微环境的v9302修饰的纳米胶囊的制备方法，其特征在于，第二步中，2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱、n-(3-氨基丙基)甲基丙烯酰胺、甲叉丙烯酰胺、四甲基乙二胺、葡萄糖氧化酶、过硫酸铵的摩尔比＝49900:17000：20000:54：6:1300。

5.按照权利要求1所述的一种靶向肿瘤微环境的v9302修饰的纳米胶囊的制备方法，其特征在于，第三步中，首先将v9302修饰的产物v9302-cooh溶于dmso中，加入1.2倍当量的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，约1min后加入3eq三乙胺溶液，加入1.2倍当量的n-羟基琥珀酰亚胺，2-3min，然后加入纳米胶囊。

6.按照权利要求5所述的一种靶向肿瘤微环境的v9302修饰的纳米胶囊的制备方法，其特征在于，纳米胶囊中葡萄糖氧化酶:v9302-cooh的摩尔比1:75-100。

7.按照权利要求1-6任一项所述的方法制备得到的一种靶向肿瘤微环境的v9302修饰的纳米胶囊。

8.按照权利要求1-6任一项所述的方法制备得到的一种靶向肿瘤微环境的v9302修饰的纳米胶囊的应用，包括纳米材料在制备肿瘤微环境靶向药物中的应用。

技术总结
一种靶向肿瘤微环境的V9302修饰的纳米胶囊、制备及应用，属于纳米药物技术领域。以2‑甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(MPC)、N‑(3‑氨基丙基)甲基丙烯酰胺(APM)为单体甲叉丙烯酰胺(BIS)为交联剂，过硫酸铵(APS)、四甲基乙二胺(TEMED)为引发剂，利用自由基聚合形成的纳米材料，将葡萄糖氧化酶(Gox)包裹在纳米材料内部，形成纳米胶囊，并在其表面修饰V9302分子，利用其可以抑制肿瘤细胞表面ASCT‑2转运体，并特异性抑制肿瘤细胞对谷氨酰胺的摄取，并与葡萄糖氧化酶(可以消耗葡萄糖产生H2O2)联合使用，可以同时抑制肿瘤细胞对谷氨酰胺及葡萄糖的摄取，从而协同作用以达到肿瘤饥饿治疗的目的。

技术研发人员：柳朝永,张金博
受保护的技术使用者：北京化工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14