一种靶向治疗角膜新生血管的多肽纳米材料及其制备方法和应用与流程

本发明属于生物医药，涉及一种多肽纳米材料及其制备方法和应用，具体涉及一种靶向治疗角膜新生血管的多肽纳米材料及其制备方法和应用，尤其涉及一种靶向治疗角膜新生血管且降低病灶部位炎症反应的多肽纳米材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、新生血管是多种疾病发生的标志，也是糖尿病等疾病常见的并发症，其形成主要源于不同信号通路调控下内皮细胞的异常迁移。角膜新生血管是眼部的高发疾病，在这一疾病模型中，角膜内皮细胞会异常的迁移到其他眼部区域，引发其他症状，严重者会导致失明，并对人体眼部视力等造成极大伤害。

2、现有技术公开了一些治疗角膜新生血管的策略，例如cn114931637a公开了抗pdl1抗体在用于治疗角膜新生血管性疾病中的应用，通过局部应用抗pdl1抗体后进行裂隙灯检查评估角膜新生血管、角膜血管组织免疫荧光染色等实验发现，抗pdl1抗体治疗组小鼠的角膜新生血管明显减少，说明局部应用抗pdl1抗体可抑制角膜新生血管。证实了pdl1抗体可显著减少中性粒细胞亚群的浸润，抑制其分泌的一系列炎症因子和血管生长因子，从而发挥抑制病理性新生血管的作用。例如cn114917230a提供了cb-839在制备抑制角膜新生血管生成的药物中的应用，其发现负载cb-839的药物能够明显抑制小鼠角膜新生血管生成，炎症细胞浸润减少，并且没有发现明显副作用。

3、针对角膜新生血管的治疗，究其根本，还是抑制新生血管的生成，具体来说，就是通过抑制新生血管形成的信号通路的激活来实现对内皮细胞迁移、新生血管生成的抑制。新生血管形成的信号通路包括常见的血管内皮生长因子(vascular endothelial growthfactor，vegf)与其受体，如血管内皮生长因子受体(vegfr)、神经菌毛素受体(neuropilin-1，nrp-1)之间的信号通路，也有其它细胞外基质蛋白或膜上受体参与。其中，整合素αvβ3受体对新生血管生成具有较大的贡献。

4、由于存在病灶，导致巨噬细胞等免疫细胞到达该部位，可能会导致炎症反应。适当的炎症反应有助于实现对病灶的清除，但是过量的炎症反应可能不利于疾病的治愈，因此，需要在一定程度抑制炎症反应。整合素αvβ3受体介导的pi3 kinase/akt/nf-κb信号通路可以调控炎症反应，受到了研究人员的广泛关注。

5、纳米尺寸颗粒会增加在体内的循环时间；其也可以被动靶向作用富集到肿瘤等病灶部位。依靠多肽分子间的非共价键作用(氢键、疏水、π-π等相互作用)，可通过对外源性条件包括时间、温度，或内源性条件包括酶、ph及配体-受体相互作用等的调控，使多肽分子发生结构上的变化。例如具有β-sheet结构的纳米纤维相比于纳米颗粒，可以通过多价键效应实现更强的受体结合效果和结合时间，更长效地阻止整合素αvβ3受体的下游信号通路。

6、因此，开发一种可以在角膜新生血管处实现靶向并原位转化形成纳米纤维的多肽材料，长效抑制整合素αvβ3受体介导的新生血管生成以及降低病灶部位的炎症反应，具有广泛的应用研究意义。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多肽纳米材料及其制备方法和应用，具体提供一种靶向治疗角膜新生血管的多肽纳米材料及其制备方法和应用，尤其提供一种靶向治疗角膜新生血管且降低病灶部位炎症反应的多肽纳米材料及其制备方法和应用。该多肽纳米材料具有角膜新生血管内皮细胞的靶向性，同时兼具与角膜新生血管内皮细胞上受体蛋白之间的配体-受体相互作用(receptor-ligand interaction)，能够在内皮细胞表面由纳米颗粒转化生成纳米纤维。

2、为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种靶向治疗角膜新生血管的多肽纳米材料，所述多肽纳米材料包括依次连接的疏水单元、组装单元、亲水单元和靶向单元；所述靶向单元包括靶向新生血管内皮细胞且与整合素受体特异性结合的多肽序列。

4、本发明所涉及的多肽纳米材料包括四部分功能结构，分别为疏水单元、组装单元、亲水单元和靶向单元，四者相辅相成、共同配合、发挥药效。其中，靶向单元不仅具有角膜新生血管内皮细胞的靶向性，同时与角膜新生血管内皮细胞上的整合素受体蛋白具有配体-受体相互作用，即双方特异性基团的具有互补性且空间结构适配，通过此相互作用，受体蛋白诱导纳米材料的形貌发生转化，形成纳米纤维。纳米纤维覆盖在内皮细胞表面，通过长效结合整合素受体抑制内皮细胞的迁移，同时负调控炎症下游信号通路，最终实现对角膜新生血管的治疗并降低病灶部位的炎症反应。该多肽纳米材料为角膜新生血管的治疗及降低病灶部位的炎症反应提供了新的靶向治疗策略，具有广泛的应用前景。

5、优选地，所述靶向单元为靶向新生血管内皮细胞且与整合素αvβ3受体特异性结合的多肽序列。

6、优选地，所述靶向单元来自于多肽序列hsdvhk。其分子结构如下所示：

7、

8、其中表示基团连接位点。

9、优选地，所述亲水单元来自于多肽序列gsg。其分子结构如下所示：

10、

11、其中表示基团连接位点。

12、优选地，所述组装单元来自于多肽序列klvff。其分子结构如下所示：

13、

14、其中表示基团连接位点。

15、优选地，所述疏水单元来自于c10-c20烷基羧酸，例如c10羧酸、c11羧酸、c12羧酸、c13羧酸、c14羧酸、c15羧酸、c16羧酸、c17羧酸、c18羧酸、c19羧酸或c20羧酸。

16、优选地，所述烷基为直链烷基或支链烷基。

17、疏水单元能够帮助所述多肽纳米材料在从有机相到水相的分散过程中利用疏水相互作用自组装形成聚集体纳米颗粒。

18、优选地，所述疏水单元来自于月桂酸和/或棕榈酸。其分子结构分别如下所示：

19、

20、优选地，所述多肽纳米材料的分子结构如下所示：

21、

22、上述特定结构的多肽纳米材料具有角膜新生血管内皮细胞的靶向性，同时兼具与角膜新生血管内皮细胞上的整合素αvβ3受体之间的配体-受体相互作用，通过此相互作用，多肽纳米材料具有从纳米颗粒转化生成纳米纤维的能力，并以纳米纤维形式覆盖在内皮细胞表面。相较于纳米颗粒，纳米纤维具有更好的稳定性，在生物体内具有较长的滞留时间；纳米纤维占据整合素αvβ3受体，抑制了整合素下游信号通路的传导，因而有效地抑制了内皮细胞的迁移，进而抑制了新生血管的生成并降低了病灶部位的炎症反应。

23、第二方面，本发明提供一种根据第一方面所述的靶向治疗角膜新生血管的多肽纳米材料的制备方法，所述制备方法包括：

24、以树脂为载体，以疏水单元、组装单元、亲水单元和靶向单元的组成氨基酸为原料，利用固相合成方法制备得到所述多肽纳米材料。

25、本发明所涉及的多肽纳米材料可以采用本领域常规的技术手段进行制备，其中，最常用的方法即为固相合成法。以wang树脂为载体材料，按照多肽的氨基酸连接顺序，通过偶联剂进行偶联，其中有机化合物也同样按照氨基酸的偶联方法进行反应，最后经三氟乙酸裂解、氮气吹干和乙醚纯化等步骤制备即可得到。

26、第三方面，本发明提供根据第一方面所述的靶向治疗角膜新生血管的多肽纳米材料在制备抑制角膜新生血管生成及降低病灶部位炎症的药物中的应用。

27、第四方面，本发明提供第一方面所述的靶向治疗角膜新生血管的多肽纳米材料组装形成纳米纤维的方法，所述方法包括：

28、将溶于有机溶剂的多肽纳米材料与水相溶剂混合，使多肽纳米材料自组装成纳米颗粒；然后与钙离子和/或整合素αvβ3受体混合，组装形成纳米纤维。

29、本发明所涉及的多肽纳米材料在pbs缓冲溶液中能够自组装形成纳米颗粒，在整合素αvβ3蛋白的作用下，诱导转化生成纳米纤维。

30、优选地，所述有机溶剂包括二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺或1,4-二氧六环中的任意一种或至少两种的组合。

31、优选地，所述多肽纳米材料在有机溶剂中的浓度为10-4～10-2m，例如10-4m、5×10-3m、10-3m、5×10-2m、10-2m等。

32、优选地，所述水相溶剂包括pbs缓冲液。

33、优选地，所述与钙离子和/或整合素αvβ3受体混合在超声条件下进行，超声的频率为20-60khz，例如20khz、30khz、40khz、50khz、60khz等；超声的时间为0-8min，例如1min、2min、3min、4min、5min、6min、8min等。

34、优选地，所述超声后还包括静置的操作。

35、优选地，所述静置为在20～30℃(例如可以是22℃、25℃、28℃、30℃、32℃、35℃或38℃等)下保持0～1h(例如可以是0.2h、0.5h或1h)。

36、上述各项数值范围的其他具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。

37、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

38、本发明所涉及的多肽纳米材料包括四部分功能结构，分别为疏水单元、组装单元、亲水单元和靶向单元，四者相辅相成、共同配合、发挥药效。其中，靶向单元不仅具有角膜新生血管内皮细胞的靶向性，同时与角膜新生血管内皮细胞上的整合素受体蛋白具有配体-受体相互作用，即双方特异性基团的具有互补性且空间结构适配，通过此相互作用，受体蛋白诱导纳米材料的形貌发生转化，形成纳米纤维。纳米纤维覆盖在内皮细胞表面，通过长效结合整合素受体抑制内皮细胞的迁移，同时负调控炎症下游信号通路，最终实现对角膜新生血管的治疗并降低病灶部位的炎症反应。该多肽纳米材料为角膜新生血管的治疗及降低病灶部位的炎症反应提供了新的靶向治疗策略，具有广泛的应用前景。本发明所涉及的多肽纳米材料可以采用本领域常规的技术手段进行制备，制备工艺简单易操作，适合于工业化生产，具有实用性。