人参皂苷Rg1碳纳米点在抑制人非小细胞肺癌细胞中的应用

本发明属于人参皂苷rg1碳纳米点，涉及人参皂苷rg1碳纳米点在抑制人非小细胞肺癌细胞中的应用，尤其涉及人参皂苷rg1碳纳米点在制备抑制人非小细胞肺癌细胞的药物制剂中的应用。

背景技术：

1、人参作为一种植物源性中草药，自古以来享有“百草之王”的美誉。现代临床证明人参有多种治疗功效，主要归因于人参含有大量多种的生物活性物质，如人参皂苷，挥发油，多糖等。其中人参皂苷是人参中最主要生物活性物质，很多研究证明其在抗肿瘤、抗氧化、抗炎、抗衰老、抗心律失常、抑制细胞凋亡和免疫功能等方面均有很好的作用。目前研究人员已从各类人参制品中分离得到了60多种人参皂苷，根据化学结构可分为3种类型：原人参二醇型、原人参三醇型及齐墩果酸型。其中，人参总皂苷是人参根经提取加工制成的总皂苷，人参皂苷rb1、rb2、rb3、rc、rd、re、rf和rg1的含量较高，约占人参总皂苷的70％。

2、中药可以被认为是抗癌剂的特殊来源。已经从中药中分离出紫杉醇、高三尖杉酯碱和喜树碱等几种抗癌剂，并且在不久的将来可能会发现更多的抗癌剂。使用中药化合物治疗癌症的优点是大多数天然存在的化合物没有毒性，并且可以特异性地杀死癌细胞。人参为五加科植物人参的干燥根及根茎，始载于《神农本草经》，被誉为“百草之王”，而人参皂苷作为人参的主要活性成分，具有增强免疫、抗血小板聚集及抑制肿瘤生长等多种药理学特性。各种研究表明，人参总皂苷可以抑制肿瘤，提高免疫力，调节神经系统。

3、肺癌是世界上最常见的癌症之一，约18.4％的癌症死亡归因于肺癌。其中，非小细胞肺癌(nsclc)是最常见的肺癌类型，占肺癌总发病率的85％以上。近些年来，靶向治疗和免疫治疗的发展在治疗nsclc方面取得了很大进展。但由于很多患者不适合这些治疗方法，仍然只能依靠放疗和化疗进行治疗。众所周知，化疗法伴随着强毒性作用，在杀死癌细胞的同时，会杀死机体正常细胞。化疗药物对人体伤害巨大，大多数患者会有疲劳、静脉炎、脱发、恶心、呕吐、甚至心脏功能障碍等症状的出现。并且，尽管采用了铂类化疗、新的分子靶向治疗和免疫治疗，nsclc的总体生存率仍然不大，只有19％的患者存活超过5年。

4、因此，如何获得更好的肺癌治疗效果，特别是针对非小细胞肺癌细胞去找到治疗效果好，毒副作用低的药物或研究方向仍然至关重要，也是业内诸多一线研究人员广为关注的焦点之一。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供了人参皂苷rg1碳纳米点在制备抑制人非小细胞肺癌细胞的药物制剂中的应用。本发明提供的人参皂苷rg1碳纳米点(rg1-cds)，对非小细胞肺癌具有高抑制作用，表现出抑制肿瘤生长的高效力，而且制备成本低、制备工艺简单、疗效好，具有成为新的治疗非小细胞肺癌的药物潜力，在临床治疗中具有良好的应用前景。

2、本发明提供了人参皂苷rg1碳纳米点在制备抑制人非小细胞肺癌细胞的药物制剂中的应用。

3、优选的，所述人参皂苷rg1碳纳米点的表面含有羟基、羰基和羧基中的一种或多种；

4、所述人参皂苷rg1碳纳米点在ph为1～9时，具有稳定性；

5、所述人参皂苷rg1碳纳米点无ph依赖性。

6、优选的，所述人参皂苷rg1碳纳米点在nacl和/或kcl溶液中具有稳定性；

7、所述人非小细胞肺癌细胞为a549细胞；

8、所述人参皂苷rg1碳点对a549细胞具有特异性抑制作用。

9、优选的，所述nacl和/或kcl溶液的浓度为0.01～2mol/l；

10、所述稳定性包括荧光稳定性；

11、所述人参皂苷rg1碳纳米点的直径为1～10nm。

12、优选的，所述抑制包括抑制细胞活性和/或细胞迁移能力；

13、所述人参皂苷rg1碳纳米点的给药浓度为10～100μg/ml；

14、所述人参皂苷rg1碳纳米点对293t细胞和/或lo2细胞没有增殖或者抑制作用。

15、优选的，所述人参皂苷rg1碳纳米点的制备方法，包括以下步骤：

16、1)将人参皂苷rg1和水混合后，得到混合液；

17、2)将上述步骤得到的混合液进行水热反应后，得到人参皂苷rg1碳点水溶液。

18、优选的，所述混合液中人参皂苷rg1的浓度为0.1～10mg/ml；

19、所述水热反应的温度为90～220℃；

20、所述水热反应的时间为0.5～12h；

21、所述水热反应后还包括过滤步骤；

22、所述人参皂苷rg1碳点水溶液为具有中药味的透明液体。

23、优选的，所述人参皂苷rg1碳纳米点还包括人参皂苷rg1碳纳米点荧光探针；

24、所述荧光探针包括细胞荧光探针；

25、所述荧光探针为追踪细胞、标记细胞和细胞成像中的一种或多种的荧光探针。

26、优选的，所述药物制剂包括人参皂苷rg1碳点和药学上可接受的辅料；

27、所述药物制剂对a549细胞具有特异性抑制作用。

28、优选的，所述药物制剂对293t细胞和/或lo2细胞没有增殖或者抑制作用；

29、所述药物制剂的剂型包括口服制剂、注射剂、栓剂、吸入剂或可直接应用于肿瘤的剂型；

30、所述药物制剂中，所述人参皂苷rg1碳纳米点的浓度为10～200μg/ml。

31、本发明提供了人参皂苷rg1碳纳米点在制备抑制人非小细胞肺癌细胞的药物制剂中的应用。与现有技术相比，本发明研究认为，rg1属于原人参三醇型人参皂苷，其在心脏、神经系统等多种器官保护和多种疾病治疗中发挥有效作用，除了治疗疾病，还可减少机体正常机能的损伤，值得注意的是其抗肿瘤作用也不断被发现。本发明以人参皂苷rg1为唯一碳源，建立了一种简单、低成本、绿色的水热法合成高荧光cd的方法，该方法成本低、无需添加任何化学试剂，避免了合成过程中其他化学物质的生物毒性，而且提高了人参皂苷rg1细胞摄取和药用效果。本发明所制备人参皂苷rg1碳纳米点(rg1-cds)稳定性高，rg1-cds的尺寸在3～4nm范围内具有良好的水溶性，能更好的透过细胞膜，被肿瘤细胞摄取，解决了当cd大于100nm时，人类单核吞噬细胞系统识别和去除cd的高几率和分子状态草药的低细胞摄取问题。

32、体外实验表明rg1-cds能显著促进a549细胞凋亡，显著降低a549细胞的高迁移特性并且能通过增加ros和ca2+的释放，降低线粒体膜电位调节线粒体功能，调节凋亡蛋白cas3/9、bax/bcl和mapk信号通路中p38等蛋白的水平，发挥促进a549肿瘤凋亡能力，这与蛋白组学结果一致。体内动物实验结果进一步证实rg1-cds对非小细胞肺癌具有高抑制作用。通过体外尾静脉注射rg1-cds，发现rg1-cds在裸鼠皮下肿瘤模型中表现出抑制肿瘤生长的高效力。并且rg1-cds在对健康组织的毒性最小化和治疗肺癌的效力方面显著优于临床使用的化疗药顺铂(scheme 1)。rg1-cds成本低、制备工艺简单、疗效好，本发明认为rg1-cds作为抗肺癌治疗剂具有很好的潜力，有可能成为一种新的治疗非小细胞肺癌的药物，为进一步拓宽cds的生物学应用提供了依据，在临床治疗中也会具有良好的应用前景，同时也为纳米药物治疗疑难疾病提供了潜在的希望。

33、本发明采用了一步水热法合成人参皂苷rg1碳纳米点(rg1-cds)，作为有希望治疗肺癌的药物。采用高分辨透射显微镜，分光光度计，红外光谱仪和x射线光电子能谱(xps)等方法对以人参皂苷rg1(rg1)为单一前驱体制备的碳点进行了表征，采用cck8，划痕和transwell迁移实验，流式细胞仪检测，荧光检测，蛋白组学和western blot实验对rg1-cds体外抑制a549增殖和促凋亡能力和途径进行研究，并通过ct，he染色，tunel染色和免疫组织化学染色对rg1-cds体内抑制a549细胞增殖和促凋亡能力和途径进行验证。结果发现rg1-cds的荧光量子产率为2.1％，无毒性，亲水性化学基团丰富，具有良好的溶解性，平均粒径为(3.96±1.44)nm，这可能有利于增加其生物活性。

34、实验结果表明，rg1-cds对非小细胞肺癌a549细胞具有高抑制作用，能显著抑制其体外迁移能力，并通过调节活性氧(ros)，ca2+，线粒体膜电位水平(tmre))以及凋亡蛋白cas3/9，cyto-c、bax/bcl-2和mapk信号通路中mkk3，p38，msk1，hsp27等蛋白的水平，发挥促进a549肿瘤凋亡能力，体内实验通过建立皮下肿瘤模型，证明其体内抑制肿瘤生长的治疗效力高于化疗药顺铂(cddp)，且具有低全身毒性，免疫组化实验证明rg1-cds能降低a549肿瘤中的肿瘤标志物(cd31、cdk4、ki67、nse)的表达并且其对caspase和mapk相关蛋白表达水平与体外实验一致。