一种响应性一氧化氮和化疗药物释放纳米体系的制备与其在具核梭杆菌相关耐药结直肠癌治疗中的应用

    技术2026-07-20  7


    本发明属于肿瘤的气体治疗和化疗联合治疗领域,涉及一种肿瘤微环境特异性响应释放一氧化氮和化疗药物的纳米体系的制备以及其在具核梭杆菌相关耐药性结直肠癌治疗中的应用。具体设计以聚天冬氨酸作为高分子骨架,通过共价键结合一氧化氮供体,并接枝具有偶氮还原酶响应的偶氮苯基团,将其与有选择性抗具核梭杆菌成分修饰的化学药物5-氟尿嘧啶衍生物5-fu-la共组装,制备得到纳米体系。该纳米体系可以对肿瘤乏氧微环境以及过表达的谷胱甘肽进行响应,在肿瘤区域选择性释放治疗气体一氧化氮和化疗药物5-氟尿嘧啶,达到有效逆转具核梭杆菌引起的结直肠癌的耐药性并实现高效的气体治疗和化疗联合治疗效果。


    背景技术:

    1、在各类癌症中结直肠癌(crc)全球发病率位列所有癌症中的第二位,死亡率位列第三,严重威胁人类健康。针对crc的治疗策略有手术治疗、化学药物治疗、放射治疗等等,在众多治疗策略中,化学药物治疗策略的使用最为广泛,但其选择性不足。而且,众多研究证实组织中的具核梭杆菌(fusobacterium nucleatum,fn)的异常增殖使得crc产生了化疗耐药性,这对于crc化疗策略中常用的化疗药物(如5-氟尿嘧啶、奥沙利铂)取得好的治疗效果更加不利。因此,亟需在化疗过程中,引入对fn具有选择性抗菌作用的分子,进而清除化疗药物耐药性,以实现更好的疗效。

    2、然而,若使用传统抗生素来杀灭fn则会影响肠道中的益生菌,引发肠道的菌群失调,导致肠道菌群生态受到破坏,病原菌在肠道内大量繁殖,这并不利于crc的治疗。为了克服传统治疗所带来的各种负面影响,急需制定一种新的策略来应对crc对人类健康所带来的严峻挑战。

    3、目前,气体疗法可以同时达到高效的治疗效果且减轻副作用,因而受到了人们的广泛关注。在众多治疗气体中,一氧化氮(no)作为一种无色、无臭的气体递质和高活性的自由基分子引起了人们极大的兴趣。

    4、no产生的效果取决于它的浓度和作用时间,抑制肿瘤细胞生长需要微摩尔级别的浓度,而皮摩尔级别的浓度具有血管生成效应,导致细胞增殖。因此,基于no的有效疗法必须在特定时间内提供一定剂量的no。此外,由于no的半衰期很短,因此no的释放必须是有选择性的。对这些因素(no浓度和no释放率)的控制仍然是开发no有效疗法的关键。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种能够选择性杀灭fn达到逆转耐药性优化肿瘤治疗效果的化疗药物与气体疗法结合的纳米药物载体的制备方法。本发明得到的纳米递送体系具有在肿瘤部位高浓度谷胱甘肽(gsh)和偶氮还原酶的刺激下释放no和化疗药物,达到化疗与气体治疗联合治疗,抑制耐药crc细胞增殖的特点。

    2、为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:

    3、所述自组装纳米材料以聚天冬氨酸为载体连接一氧化氮供体,以5-氟尿嘧啶衍生物5-fu-la作为抗肿瘤药物和抗菌试剂,载体和药物通过共组装得到最终的纳米体系。

    4、制备步骤如下:

    5、1)高分子载体合成

    6、在氩气氛围中l-天冬氨酸-4-苄酯-n-羧基环内酸酐(bla-nca)通过引发剂正丁胺进行nca开环反应得到pbla;再使用丁二胺(bda)与pbla于0℃下反应,通过0.01n hcl和去离子水透析后冻干得到pasp;随后将pasp与nap-thiolactone溶于甲醇,室温反应2天,分别对甲醇和去离子水透析,冻干处理得到pasp-sh;之后0℃下利用亚硝酸叔丁酯(tbn)进行亚硝化反应得到pasp-sno;最后,将pasp-sno与n-甲基吗啉(nmm)溶于dmf中,并将4-二甲氨基偶氮苯-4’-硫代异氰酸酯(itpada)的dmf溶液滴入该混合溶液,室温避光反应1天后于冰乙醚中沉淀得到pasp-sno-azo(psa)。

    7、2)包载5-fu-la得到最终纳米体系

    8、将5-fu-la、psa分别溶于dmf溶液,再以一定比例混合,随后在超声震荡中将混合溶液滴入10倍量的过膜去离子水中,超声30min,随后静置1h,使用去离子水透析,得到最终纳米体系5-fu-la@psa,最后将其冻干得到易于存储的材料。

    9、与现有技术相比,本发明的特点是:

    10、该纳米体系制备方法简单且易于操作,通过引入具有抗菌作用的药物分子降低结直肠癌对化疗药物的耐药性,同时以高分子作为no的载体结合偶氮还原酶响应性基团,实现了化疗药物和no的肿瘤响应性释放,达到了化疗药物和抗菌药物与no协同治疗crc的目的,为抑制恶性肿瘤的发生、发展提供了一种新策略。



    技术特征:

    1.一种响应性一氧化氮和化疗药物释放纳米体系的制备方法,其特征是所述纳米粒子为以聚天冬氨酸为载体,接枝一氧化氮供体,通过自组装包载抗菌剂la修饰的化疗药物衍生物5-fu-la形成纳米粒子,制备步骤如下:

    2.根据权利要求1所述的一种响应性一氧化氮和化疗药物释放纳米体系的制备方法,其特征是:一氧化氮和5-fu-la可协同治疗具核梭杆菌引发的耐药结肠癌。

    3.根据权利要求1所述的一种响应性一氧化氮和化疗药物释放纳米体系的制备方法,其特征是:将rsno类型一氧化氮供体修饰到pasp骨架上,使得纳米体系可通过谷胱甘肽响应,在肿瘤微环境中可以响应性释放一氧化氮。

    4.根据权利要求1所述的一种响应性一氧化氮和化疗药物释放纳米体系的制备方法,其特征是:5-fu-la@psa可通过偶氮还原酶响应裂解,进而释放所包覆的疏水药物5-fu-la。

    5.一种权利要求1-4任一项所述的5-fu-la@psa纳米体系用于抗菌。

    6.根据权利要求5所述的应用,其特征是:所述菌株为具核梭杆菌(fn);所述的5-fu-la@psa纳米体系用于逆转由fn引起的crc耐药性。


    技术总结
    本发明公开了一种响应性一氧化氮和化疗药物释放纳米体系的制备与其在具核梭杆菌相关耐药结直肠癌治疗中的应用,属于药物载体材料领域。通过将可以与谷胱甘肽响应后产生一氧化氮的RSNO供体和可以与偶氮还原酶响应的偶氮苯结构修饰到聚合物PAsp骨架上,通过自组装包载疏水抗菌剂修饰的化学药物衍生物5‑FU‑LA得到纳米粒子5‑FU‑LA@PSA,本发明简便易行、成本低廉,可广泛应用于材料学、生物学、医学等领域,通过将化疗药物5‑FU‑LA和NO气体疗法相结合,在肿瘤微环境中能够响应性释放活性成分,同时相比单一的NO组分具备更强的抗菌抗肿瘤治疗效果,且不产生严重的毒副作用,为抑制具核梭杆菌相关耐药结直肠癌的发生、发展提供新策略。

    技术研发人员:高辉,黄文钊,苏美慧,余云健
    受保护的技术使用者:天津理工大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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