一种铜载体抗癌剂及其制备方法和应用

本发明涉及癌症治疗技术，特别涉及一种铜载体抗癌剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、铜诱导细胞死亡是一种由cu2+直接与三羧酸循环中的脂肪酰基成分相互作用而触发的一种新型独特的细胞死亡形式。此相互作用导致脂肪酰化蛋白的积累，进而破坏铁硫簇并激活与有毒蛋白积累相关的应激途径，最终导致细胞死亡。铜诱导细胞死亡对癌症干细胞以及对常规疗法具有抗药性的癌细胞具有优势毒性。这一发现引起了各种铜离子载体的探索，其中特别引人注目的是伊利司莫elesclomol，因为它已被临床评估为潜在的化疗辅助剂。

2、由于大多数癌细胞可利用主动稳态机制来调节其细胞环境中cu2+的含量，从而使cu2+难以短时间内大量流入癌细胞，进而降低了cu2+对癌细胞造成的伤害。此外，最近的研究报道称，线粒体代谢增强且糖酵解受抑制的癌细胞对elesclomol诱导的铜诱导细胞死亡有更高的敏感性，而肿瘤细胞主要通过无氧酵解进行能量代谢，使得这些细胞对铜诱导细胞死亡的敏感性较低。因此，无论是单独使用elesclomol还是与化疗联合使用，都未能在治疗患者的实体瘤中展示出有效的治疗效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有良好质量效果的铜载体抗癌剂，以及这种铜载体抗癌剂的制备方法和应用。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种铜载体抗癌剂，包括预制剂和第一溶剂，所述预制剂由预制水凝胶透析冻干得到，所述预制水凝胶呈液态，包括：

4、第二溶剂，与所述第一溶剂相同；

5、单体，所述单体中包含羧基，且所述单体在所述第一溶剂中通过羧基与双价阳离子进行化学交联生成水凝胶，且所述单体无毒无害；

6、铜离子供剂，用于提供铜离子与所述单体交联；

7、铜离子载体，所述铜离子载体与所述铜离子配位结合。

8、可选地，所述铜离子载体为伊利司莫，所述单体为海藻酸钠，所述第一溶剂和所述第二溶剂均为超纯水。

9、可选地，在所述预制水凝胶中所述铜离子与所述伊利司莫的摩尔比为1:

10、(0.8-1.2)中的任一值。

11、可选地，在所述预制水凝胶中所述海藻酸钠与所述铜离子的含量比为1g:(4.0-6.0)×10-5mol中的任一值。

12、可选地，所述预制水凝胶中还包括半乳糖。

13、可选地，所述铜载体抗癌剂还包括释放剂，所述释放剂包括钙离子。

14、在第二方面，本发明还提供了上述的铜载体抗癌剂的制备方法，包括：

15、将所述铜离子供剂、所述单体和所述铜离子载体于所述第二溶剂中按比例混合，并充分混匀，得到所述预制水凝胶；

16、透析所述预制水凝胶，去除游离小分子，并冻干，得到干燥的预制剂。

17、可选地，将所述铜离子供剂、所述单体和所述铜离子载体于所述第二溶剂中按比例混合，并充分混匀，得到所述预制水凝胶包括：

18、将所述铜离子供剂、所述单体和所述铜离子载体分别溶解于所述第二溶剂中，制成预设浓度的铜离子溶液、单体溶液和载体溶液；

19、将所述单体溶液和所述载体溶液混合后，在搅拌的同时缓慢加入所述铜离子溶液，生成预制水凝胶。

20、在第三方面，本发明还提供了上述的铜载体抗癌剂的应用，包括，将所述预制剂溶于所述第一溶剂并搅拌，得到液态水凝胶状的注射剂，并将所述注射剂注射至癌症病灶处。

21、可选地，所述应用与免疫治疗或放射治疗同步进行。

22、根据本发明的第一方面：当预制剂溶于第一溶剂，铜离子载体通过配位作用与铜离子供剂提供的铜离子结合，单体与铜离子通过化学交联生成水凝胶，从而使单体、铜离子载体和铜离子共同形成稳定的空间结构，半乳糖富含亲水性单糖，吸附于水凝胶中，生成预制水凝胶。通过控制海藻酸钠的浓度和铜离子的浓度，使预制水凝胶处于液态状态，液态的预制水凝胶暴露于含有其他双价阳离子的环境中时，铜离子与双价阳离子发生置换反应，使铜离子及配位结合于铜离子的铜离子载体共同释放于外部环境中。

23、进一步地，伊利司莫(elesclomol)，与cu2+配位结合，生成elesclomol-cu2+。海藻酸钠水凝胶已广泛应用于药物载体、创伤愈合敷料和组织工程，具有易获取，成本低的优势。通过转录组分析发现，以海藻酸钠、伊利司莫、铜离子和半乳糖为原料生成的水凝胶，具有迅速下调ct26肿瘤细胞中pd-l1基因的表达，消除放射治疗导致的pd-l1上调的效果，可对放射免疫治疗的疗效产生明显的促进作用，增强了肿瘤的免疫记忆效应。

24、进一步地，伊利司莫与cu2+配位结合的理论比例为1:1，适当增加伊利司莫或cu2+的量，有助于配位反应更加充分。

25、进一步地，铜离子含量过低难以达到质量效果，铜离子含量过高会使预制水凝胶及预制剂溶于第一溶剂后生成的水凝胶流动性过差，甚至呈半固态，难以注射进入体内。

26、进一步地，半乳糖释放于细胞环境中，能够有效地改变肿瘤代谢，增强肿瘤细胞的三羧酸循环，并增加对铜诱导细胞死亡的敏感性，从而促使癌细胞发生铜诱导细胞死亡，由于半乳糖不与预制水凝胶中物质反应，可简单吸附于水凝胶中，可快速释放。

27、进一步地，通过将释放剂在体内与预制剂溶于溶液中生成的水凝胶混合，通过钙离子与铜离子间的离子交换反应，有助于促进水凝胶中铜离子与铜离子载体形成的复合物的释放。钙离子易于获得且具有较高的生物相容性，具有较高的实用性。

28、根据本发明的第二方面：通过透析的方法去除体系中游离的铜离子、单体和铜离子载体，有助于提高最终产物中有效成分的纯度，提高治疗效果。由于透析后体系纯度上升但浓度下降，通过冻干去除体系中的水分，便于以需要的浓度复溶从而提高治疗效果且便于保存。通过简单混合及透析冻干的方式即可得到铜载体抗癌剂，制备方法简单，除关键成分伊利司莫外，其余组分均为常见低价的物质，整体成本较低。

29、进一步地，先将单体和铜离子载体分散于第二溶剂中，再加入铜离子，可以防止凝胶生成后铜离子载体难以分散，有助于提高产品的均匀度。

30、根据本发明的第三方面：铜载体抗癌剂具有抑制pd-l1表达和抑制肿瘤细胞dna损伤修复的能力，能够与免疫治疗和放射治疗起协同作用，提高治疗效果，应用铜载体抗癌剂治疗癌症，方法简单且对人体伤害较低。

31、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

技术特征：

1.一种铜载体抗癌剂，其特征在于，包括预制剂和第一溶剂，所述预制剂由预制水凝胶透析冻干得到，所述预制水凝胶呈液态，包括：

2.如权利要求1所述的铜载体抗癌剂，其特征在于，所述铜离子载体为伊利司莫，所述单体为海藻酸钠，所述第一溶剂和所述第二溶剂均为超纯水。

3.如权利要求2所述的铜载体抗癌剂，其特征在于，在所述预制水凝胶中所述铜离子与所述伊利司莫的摩尔比为1:(0.8-1.2)中的任一值。

4.如权利要求2所述的铜载体抗癌剂，其特征在于，在所述预制水凝胶中所述海藻酸钠与所述铜离子的含量比为1g:(4.0-6.0)×10-5mol中的任一值。

5.如权利要求1所述的铜载体抗癌剂，其特征在于，在所述预制水凝胶中还包括半乳糖。

6.如权利要求1-5任一所述的铜载体抗癌剂，其特征在于，还包括释放剂，所述释放剂包括钙离子。

7.一种如权利要求1-6任一所述的铜载体抗癌剂的制备方法，其特征在于，包括：

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，将所述铜离子供剂、所述单体和所述铜离子载体于所述第二溶剂中按比例混合，并充分混匀，得到所述预制水凝胶包括：

9.一种如权利要求1-6任一所述的铜载体抗癌剂的应用，其特征在于，包括将所述预制剂溶于所述第一溶剂并搅拌，得到液态水凝胶状的注射剂，并将所述注射剂注射至癌症病灶处。

10.如权利要求9所述的铜载体抗癌剂的应用，其特征在于，与免疫治疗或放射治疗同步进行。

技术总结
本发明涉及癌症治疗技术，特别涉及一种铜载体抗癌剂，包括预制剂和第一溶剂，预制剂由预制水凝胶透析冻干得到，预制水凝胶包括第二溶剂、单体、铜离子供剂和铜离子载体。第二溶剂与第一溶剂相同，单体无毒无害，在第二溶剂中通过羧基与双价阳离子进行化学交联生成水凝胶，铜离子供剂在第二溶剂中电离生成铜离子，铜离子载体与铜离子配位结合。单体、铜离子供剂和铜离子载体溶于第二溶剂形成液态的预制水凝胶，预制水凝胶透析冻干后得到预制剂。将预制剂溶于第一溶剂生成液态水凝胶，并注射于病灶处，即可对癌症起治疗作用。本发明提供的铜载体抗癌剂成本较低，治疗效果好且制备及应用方法简单，具有较高的实用性。

技术研发人员：杨凯,胡林,李峻美,朱尹睿
受保护的技术使用者：苏州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6