一种硒化壳聚糖功能化的铋基金属化合物、制备方法与应用

本发明涉及幽门螺杆菌治疗，更具体地说是涉及一种硒化壳聚糖功能化的铋基金属化合物、制备方法与应用。

背景技术：

1、幽门螺杆菌(h.pylori)作为一种慢性传染性致病菌，是导致慢性胃炎、消化性溃疡、甚至是胃癌的重要原因。幽门螺杆菌产生的尿素酶可以中和胃酸以提升菌体周围的ph值，并通过多种粘附素，如血型抗原结合粘附素(baba)和唾液酸结合粘附素(saba)，粘附于胃粘膜，从而保证了其在胃内长期定植。随后产生的毒力因子通过刺激粘膜细胞、中性粒细胞和巨噬细胞分泌大量炎症趋化因子，从而诱导严重的黏膜炎症反应。同时，激活的炎症细胞通过呼吸作用产生大量的活性氧，破坏了机体氧化和抗氧化之间失衡，进而导致氧化应激介导的胃粘膜损伤。

2、目前，根除幽门螺杆菌的方案主包括多种抗生素在内的药物治疗。然而，随着耐药菌的不断出现使得抗生素疗法的根除率不断降低，并且抗生素的低粘液渗透性、低粘膜滞留性以及无法发挥免疫调节作用的缺陷进一步影响了其治疗效果。此外，长期服用抗生素易导致肠道菌群失调，从而诱导肠道疾病的发生。因此，迫切需要开发新的治疗策略以应对临床抗生素疗法的缺陷。

3、金属有机框架(mof)是一类利用金属离子或者金属氧化物团簇与有机配体之间的配位键作用组装成的具有网状框架结构的多孔晶体材料。近年来，mof因其优异的生物安全性、降解性和易于功能化的优势已被广泛应用各类疾病的诊断和治疗，特别是在抗菌领域。铋及其化合物是为数不多的对幽门螺杆菌表现出优异抗菌作用且不产生耐药性的金属抗菌剂，且铋剂也已作为抗生素疗法的辅助剂被临床应用于根除幽门螺杆菌。研究发现铋剂主要通过一下几种途径抑制幽门螺杆菌：下调毒力蛋白caga和vaca的表达；破坏负责细菌定植的鞭毛结构；抑制幽门螺杆菌产生的抗氧化酶；破坏与生长rna翻译相关的多种代谢途径。此外，它还可以逆转耐药菌对抗生素的敏感性。因此，以铋离子为金属节点，以均苯三甲酸为有机配体，构建铋基金属有机框架有望实现对幽门螺杆菌及其耐药菌株的高效清除。然而，定期的胃排空以及粘液层的更迭使得bi-mof难以长时间的在胃内滞留，并且无法实现免疫调节以及对肠道菌群的保护作用。因此，bi-mof的功能化对其高效地发挥对幽门螺杆菌的治疗作用至关重要。

4、壳聚糖作为研究最多的天然阳离子多糖聚合物，其表现出的正电荷可以与带负电荷的细胞或粘蛋白相互作用，从而粘附于胃粘膜，增强胃内滞留时间。利用硒元素对壳聚糖进行修饰进一步赋予其抗炎和抗氧化应激的性能。

5、因此，如何通过硒化壳聚糖对bi-mof进行功能化有望实现幽门螺杆菌感染的多效治疗是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种硒化壳聚糖功能化的铋基金属化合物，该化合物延长了bi-mof在胃内滞留时间，提高了对幽门螺杆菌的对抗效率。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、硒化壳聚糖cs-se在制备增加bi-mof在胃内滞留时间药物中的应用，所述药物主要成分为bi-mof@cs-se，硒化壳聚糖cs-se结构式如下所示；

4、

5、硒是人体必需的微量元素之一，可参与调节氧化应激、内质网应激、抗氧化防御、免疫和炎症反应等生物过程，包括抗氧化、抗炎、抗细胞凋亡、调节免疫反应等功能。多种含硒化合物都可作为抗氧化剂，直接清除ros，也可以通过激活细胞内的抗氧化酶，增强的抗氧化能力，促进ros的清除。此外，也可通过调控nf-kb信号通路，抑制诱导的细胞炎症。壳聚糖作为研究最多的天然阳离子多糖聚合物，其表现出的正电荷可以与带负电荷的细胞或粘蛋白相互作用，从而粘附于胃粘膜，增强胃内滞留时间，因此，本发明使用硒化壳聚糖包裹bi-mof，提高了bi-mof在胃中的滞留时间，进而提高了抗炎抗氧化作用。

6、作为与上述技术方案相同的发明构思，本发明还请求保护所述的一种硒化壳聚糖功能化的铋基金属化合物的制备方法，所述硒化壳聚糖功能化的铋基金属化合物为bi-mof@cs-se，包括下述过程：

7、1)分别合成铋基金属框架bi-mof和硒化壳聚糖cs-se，并制备成浓度为2mg/ml的bi-mof溶液；

8、2)将步骤1)所得se-cs加入到1％冰醋酸溶液中，超声至完全溶解，然后将上述溶液加入到的步骤1)制备得到的bi-mof溶液中，超声分散30min，超纯水离心洗涤3次，冷冻干燥得到bi-mof@cs-se粉末；其中，se-cs：1％冰醋酸溶液：bi-mof溶液＝20mg：3ml：10ml。

9、优选地，bi-mof的合成过程为：

10、(11)将五水合硝酸铋bi(no3)3、均苯三甲酸h3btc溶于二甲基甲酰胺dmf中，充分溶解后，120℃，油浴加热12h，用dmf离心洗涤2次后并浸泡2h；

11、(12)用甲醇或丙酮离心洗涤3次，最后，100℃真空干燥8h，得到bi-mof粉末；其中，bi(no3)3：h3btc：dmf：＝150mg：750mg：60ml。

12、优选地，所述离心洗涤时的转速为8000rpm。

13、优选地，cs-se合成过程为：

14、(13)将壳聚糖cs置于超纯水中，充分溶胀后加入冰醋酸，磁力搅拌形成透明溶液；

15、(14)然后取亚硒酸钠溶于超纯水中，充分溶解后缓慢加入到透明溶液中，反应2h，加入过量的无水乙醇，离心洗涤收集白色沉淀，冷冻干燥得到样品；其中，cs：超纯水：冰醋酸：亚硒酸钠：超纯水：＝1.0g：49ml：1ml：1.33g：2ml。

16、优选地，步骤(14)中，所述离心洗涤为以无水乙醇和超纯水各洗两次。

17、作为与上述技术方案相同的发明构思，本发明还请求保护上述制备方法制备到的硒化壳聚糖功能化的铋基金属化合物在制备抑制胃上皮细胞炎症因子相关mrna表达的药物中的应用。

18、幽门螺杆菌产生大量的脂多糖(lps)，可刺激胃上皮细胞分泌促炎介质(例如il-1、il-6、il-8和tnf-α等)，启动炎症反应，导致胃上皮细胞损伤和坏死。此外，幽门螺杆菌感染引起的炎症反应还可诱导巨噬细胞、中性粒细胞和胃粘膜细胞释放大量的氧自由基，这些ros会进一步引起细胞损伤和炎症反应。因此，清除hp感染所诱导的炎症及ros积累对于预防和治疗hp相关疾病非常重要。

19、作为与上述技术方案相同的发明构思，本发明还请求保护上述制备方法制备到的硒化壳聚糖功能化的铋基金属化合物在制备抑制幽门螺杆菌的药物中的应用。

20、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明们制备了一种硒化壳聚糖功能化的bi-mof(bi-mof@cs-se)，其可以通过电荷作用粘附于胃粘膜，并响应胃酸和胃蛋白酶降解，释放的bi-mof表现出对多种临床耐药菌株的优异的抗菌性能，同时能够通过调控炎症因子的表达以及活性氧的产生减轻hp感染引起的炎症反应和过度的氧化应激。重要的是，bi-mof@cs-se不会对肠道菌群稳态产生影响，为幽门螺杆菌的安全、高效治疗提供了有前途的策略。