基于氧化锌的皮肤鳞癌PDT-光控化疗-光控基因治疗复合材料的制备方法及其应用

专利检索2025-01-15  36


本发明涉及一种光皮肤鳞癌控基因复合材料,尤其是涉及一种基于氧化锌的皮肤鳞癌pdt-光控化疗-光控基因治疗复合材料的制备方法及其应用。


背景技术:

1、皮肤鳞状细胞癌(scc)是一种非黑色素瘤皮肤癌和角质形成细胞癌,起源于表皮角质形成细胞不受控制的增殖,是表皮内长期持续的发育不良过程的结果。虽然scc很少发生转移,但它促使局部皮肤、软组织、软骨和骨骼破坏。scc占皮肤恶性肿瘤的20%,占所有皮肤癌(不包括黑色素瘤)死亡的75%,且近年发病率不断增加。

2、癌症治疗方法有多种,其中化学疗法最常见、运用最普遍。化学疗法有一定临床疗效,但作为一种全身性治疗方法,其靶向性相对较差,对正常组织会产生毒副作用,且长期使用会产生耐药性,导致随给药时间增加,药物的治疗效果降低的问题,增大肿瘤治疗难度。作为一种非侵入式治疗,光动力治疗(pdt)副作用低,可实现局部靶向治疗。在pdt中,通过特定波长的激发光照射,光敏剂吸收光子被激发将表面电子传递到周围组织产生活性氧(ros),ros通过激活细胞损伤、血管破坏和免疫反应介导的细胞凋亡等作用杀伤癌细胞。但是现有pdt中存在ros产量有限,pdt疗效不够理想,且光敏剂靶向性较差,传统的光敏剂价格昂贵治疗成本较高。因此开发更高ros产生效率,具有靶向性且价格更低的光敏剂,成为pdt癌症治疗研究的重点。

3、纳米氧化锌(zno)作为一种价格低廉的光敏剂,由于其良好的生物相容性、结构的丰富性、易改性和良好的性能等特点,使其成为一种优良的药物载体系统。近十年来,各种zno纳米结构以及纳米杂化材料成为药物装载和携带的载体系统,在药物递送平台显示出巨大的应用潜力。因此,研究人员正在使用纳米药物封装光敏剂,该光敏剂可以通过增加靶点的药物输送量来提高pdt疗效,以期改善scc的临床治疗现状。zno虽然具有较高的ros产生效率,但靶向性较差。与稳定性差的化学靶向法和昂贵的生物靶向法相比,磁性靶向法具有操作方便、稳定性强、成本低、能快速引导载体到达目标部位等优点。其中,基于超顺磁性材料的纳米磁性材料,如fe3o4纳米粒子,因其制备方法简单、成本低、易修饰而收到青睐。此外,它们还能在体外实现磁场控制下的靶向定位。因此,利用磁靶向手段将光敏剂引导至目标区域,在临床应用中将具有很大的优势。

4、基因治疗作为一种新兴的治疗方式,是通过导入外源基因片段精准调控细胞内的基因表达,从而达到精确治疗疾病的目的。通过有意调节特定细胞中的基因表达以治疗疾病或病变组织。基因组中的几乎任何序列以及转录组中的每个编码和非编码rna都有可能通过将外源核酸引入细胞来进行调节,以达到治疗目的。鉴于这些大分子的大尺寸和负电荷,使其进入细胞比较困难,且容易被核酸酶降解。因此寻求一种保护核酸进入细胞的递送系统已成为基因治疗的核心。


技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种安全、精准靶向、高效的基于氧化锌的皮肤鳞癌pdt-光控化疗-光控基因治疗复合材料的制备方法及其应用,实现了皮肤鳞癌pdt、光控化疗、光控基因治疗的联合治疗。

2、本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:基于氧化锌的皮肤鳞癌pdt-光控化疗-光控基因治疗复合材料的制备方法,包括以下步骤:

3、(1)将zno包覆fe3o4制备得到fe3o4@zno纳米颗粒;

4、(2)将fe3o4@zno纳米颗粒表面羧基化得到fe3o4@zno-cooh纳米颗粒;

5、(3)将fe3o4@zno-cooh纳米颗粒与rna-hmnb连接得到fe3o4@zno-hmnb-sirna纳米颗粒;

6、(4)将fe3o4@zno-hmnb-rna纳米颗粒均与抗egfr抗体连接得到fe3o4@zno@anti-efgr-sirna纳米颗粒;

7、(5)将溶有鸦胆子苦醇(bru)的丙酮溶液滴加入搅拌中的fe3o4@zno@anti-egfr-sirna水悬浊液中,待丙酮挥发完毕,bru吸附于纳米复合物上,获得载药纳米复合物fe3o4@zno@anti-egfr-sirna-bruncs。

8、进一步,步骤(1)具体为:

9、a.在n2保护下,将5.4349gfecl3·6h2o和2.0184gfecl2·4h2o溶解在25ml去离子水中,然后加入0.57ml浓度为12mol/l hcl,将所得溶液滴入150ml1.5mol/l的naoh溶液中,剧烈搅拌30min,反应完成后,将黑色沉淀从溶液中分离出来,用去离子水洗涤3次,真空干燥得到fe3o4核;

10、b.将0.014gfe3o4核沉淀分散在20ml二甘醇中,超声分散30min后,加入0.05gzn(ac)2·2h2o,剧烈搅拌30min后,160℃油浴1.5h,离心收集沉淀,分别用乙醇和去离子水清洗沉淀3次,真空干燥,得到fe3o4@zno纳米颗粒。

11、进一步,步骤(2)具体为:称取10mgfe3o4@zno纳米颗粒均匀分散于1ml乙醇溶液中,恒温磁力搅拌器上加热,待温度达到50℃时,滴加37.35mg的二氢-3-[3-(三乙氧基硅基)丙基]呋喃-2,5-二酮,50℃下恒温搅拌反应7h,反应结束后,离心弃上清,无水乙醇洗涤三次,真空干燥,将干燥后的纳米颗粒加入1ml三蒸水,80℃反应2h,离心得到羧基化的fe3o4@zno纳米颗粒。

12、进一步,步骤(3)具体为:

13、a.光解链hmnb与nrf2-sirna连接

14、将3mg的hmnb在25℃下溶解在50μl的n-甲基吡咯烷酮(nmp)中,加入5mg o-(苯并三唑-1-基)-n,n,n,n-四甲基脲六氟磷酸季铵盐(hbtu)、2mg 1-羟基苯并三唑(hobt)、5μln-乙基二异丙胺(diea)并搅拌5min,然后加入50μl溶有1nmol nrf2(核因子e2相关因子)-sirna(5′-uaauugucaacuacugucaguu-3′)的nmp溶液,常温下搅拌反应8h,0℃的冰乙醚沉淀产物,分离沉淀的产物得到rna-hmnb;光解链hmnb(4-[4-(1-羟乙基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基]丁酸)在365nm的uva照射下其不稳定酯键发生断裂,从而释放出连接在fe3o4@zno纳米颗粒(fe3o4@zno nps)上的nrf2-sirna;

15、b.fe3o4@zno-cooh纳米颗粒与rna-hmnb连接

16、将10mg的fe3o4@zno-cooh纳米颗粒在n2气氛下加入到1ml含有28mgn,n'-二环己基碳二亚胺(dcc)和16mg 4-二甲氨基吡啶(dmap)的无水二甲基亚砜(dmso)中进行预活化,然后滴加1ml含有2mg rna-hmnb的无水dmso,常温下搅拌反应2h,反应完成后离心收集沉淀,无rna酶水洗涤沉淀2次,冻干产物,得到fe3o4@zno-hmnb-rna纳米颗粒。

17、进一步,步骤(4)具体为:将0.012g的fe3o4@zno-hmnb-rna纳米颗粒均匀分散在5ml无rna酶水中,加入1.25mg1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(edc)和0.75mgn-羟基琥珀酰亚胺(nhs),搅拌30min,将0.1mg抗egfr抗体添加到混合物中,37℃反应过夜,将反应产物离心收集,无rna酶水洗涤2次,离心后冻干,即得到fe3o4@zno@anti-efgr-sirna纳米颗粒。

18、进一步,步骤(5)中所述的fe3o4@zno与所述的鸦胆子苦醇的质量比为(100~1):1。

19、上述方法制备得到的基于氧化锌的皮肤鳞癌pdt-光控化疗-光控基因治疗复合材料在制备抗皮肤鳞癌药物方面的应用。

20、与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明基于氧化锌的皮肤鳞癌pdt-光控化疗-光控基因治疗复合材料的制备方法及其应用,将nrf2-sirna通过光降解链hmnb接枝到fe3o4@zno表面,同时将抗egfr抗体接枝在fe3o4@zno纳米颗粒表面,实现生物靶向和磁靶向的双重靶向,使fe3o4@zno表面装载的药物准确释放到肿瘤部分,提高抗癌效果的同时减少对正常组织的损伤,最后将抗癌药bru负载在其表面,合成了fe3o4@zno@anti-egfr-sirna-bru载药载基因的纳米复合物;该载药光敏剂具有uva响应性,当抗egfr抗体精准识别癌细胞后,在uva照射下,释放bru的同时,光解链hmnb断裂释放nrf2-sirna,抑制nrf2的rna基因转录,进一步降低肿瘤细胞的活性氧清除能力,进一步提高对皮肤鳞癌的治疗效果,从而实现pdt、光控化疗和光控基因治疗的联合治疗,对scc具有协同增效的作用,提高了scc的疗效。


技术特征:

1.基于氧化锌的皮肤鳞癌pdt-光控化疗-光控基因治疗复合材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于氧化锌的皮肤鳞癌pdt-光控化疗-光控基因治疗复合材料的制备方法,其特征在于步骤(1)具体为:

3.根据权利要求2所述的基于氧化锌的皮肤鳞癌pdt-光控化疗-光控基因治疗复合材料的制备方法,其特征在于步骤(2)具体为:称取10mgfe3o4@zno纳米颗粒均匀分散于1ml乙醇溶液中,恒温磁力搅拌器上加热,待温度达到50℃时,滴加37.35mg的二氢-3-[3-(三乙氧基硅基)丙基]呋喃-2,5-二酮,50℃下恒温搅拌反应7h,反应结束后,离心弃上清,无水乙醇洗涤三次,真空干燥,将干燥后的纳米颗粒加入1ml三蒸水,80℃反应2h,离心得到羧基化的fe3o4@zno纳米颗粒。

4.根据权利要求3所述的基于氧化锌的皮肤鳞癌pdt-光控化疗-光控基因治疗复合材料的制备方法,其特征在于步骤(3)具体为:

5.根据权利要求4所述的基于氧化锌的皮肤鳞癌pdt-光控化疗-光控基因治疗复合材料的制备方法,其特征在于步骤(4)具体为:将0.012g的fe3o4@zno-hmnb-rna纳米颗粒均匀分散在5ml无rna酶水中,加入1.25mg1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和0.75mgn-羟基琥珀酰亚胺,搅拌30min,将0.1mg抗egfr抗体添加到混合物中,37℃反应过夜,将反应产物离心收集,无rna酶水洗涤2次,离心后冻干,即得到fe3o4@zno@anti-efgr-sirna纳米颗粒。

6.根据权利要求5所述的基于氧化锌的皮肤鳞癌pdt-光控化疗-光控基因治疗复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(5)中所述的fe3o4@zno与所述的鸦胆子苦醇的质量比为(100~1):1。

7.一种权利要求1-6中任一项所述的方法制备得到的基于氧化锌的皮肤鳞癌pdt-光控化疗-光控基因治疗复合材料在制备抗皮肤鳞癌药物方面的应用。


技术总结
本发明公开了基于氧化锌的皮肤鳞癌PDT‑光控化疗‑光控基因治疗复合材料的制备方法,特点包括将Fe<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;@ZnO纳米颗粒表面羧基化得到Fe<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;@ZnO‑COOH纳米颗粒的步骤;将Fe<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;@ZnO‑COOH纳米颗粒与RNA‑HMNB连接得到Fe<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;@ZnO‑HMNB‑siRNA纳米颗粒的步骤;将Fe<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;@ZnO‑HMNB‑RNA纳米颗粒均与抗EGFR抗体连接后负载鸦胆子苦醇,获得载药纳米复合物Fe<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;@ZnO@anti‑EGFR‑siRNA‑BruNCs的步骤,优点是安全、精准靶向、高效,实现了皮肤鳞癌PDT、光控化疗、光控基因治疗的联合治疗。

技术研发人员:黄啸,任茜,曹亮,何琴,王夜红,王霞
受保护的技术使用者:湖南医药学院
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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