[发明专利]基于免疫调节的干细胞膜伪装纳米药物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了基于免疫调节的干细胞膜伪装纳米药物及其制备方法和应用，纳米药物由干细胞膜装载磁性纳米材料和骨疾病治疗药物形成的纳米药物，干细胞膜伪装纳米药物可通过免疫逃避与膜润滑界面突破多种生理屏障到达骨病灶区，并通过与局部细胞与组织的相互融合实现长期驻留。经外部磁场装置刺激产生磁效应，结合药物的缓慢释放，共同实现对骨损伤区域的长期免疫调节治疗，极具临床发展潜力。

技术领域

本发明涉及骨相关疾病诊疗药物领域，具体涉及基于免疫调节的干细胞膜伪装纳米药物，还涉及该纳米药物的制备方法和治疗骨疾病中的应用。

背景技术

以骨关节炎、骨质疏松以及软骨损伤为代表的难治性的骨疾病，涉及软骨降解、软骨下骨硬化和骨赘形成等过程，特征为炎症、软骨丧失和骨改变，是影响关节的慢性退行性疾病。据估计，目前世界上有15％的60岁以上的人患有软骨损伤的临床症状。由于血管稀少，受损的软骨难以自修复，表现为退行性和炎症过程，促进了疾病的进展，然而这类疾病起因与病理进程的机制仍存在很多未知。目前无有效的治疗方法，当下的治疗是聚焦于症状的缓解，手段包括体能加强，体重控制，抗炎制剂(非甾体抗炎药或糖皮质激素类)主要是缓解炎症的症状如疼痛，严重情况下会进行关节移植。目前仍缺乏有效的治疗技术来抑制软骨退化。

涌现出的一些新治疗技术如小分子与蛋白、核酸类药物治疗、纳米材料以及再生医学治疗，具有发展潜力。但由于材料表面性质与骨病灶区高粘滞的微环境，精准递送难以实现；且由于免疫反应，材料或药物极易清除，长期驻留存在问题；且材料的量效关系不明确，安全应用剂量也有风险。其中再生医学的细胞治疗方法中，间充质干细胞(MSCs)是其中最为常用的具有再生效应的细胞。已知MSCs涉及伤口修复、免疫调节以及多种炎症区域归巢等过程。在相关应用中也处于临床试验测试阶段。干细胞疗法为软骨再生提供了健康且适合的新分化出的组织软骨细胞，一些干细胞疗法也进入了临床前乃至临床研究。然而细胞疗法存在一些缺陷。约10⁷的干细胞会导致疤痕以及额外的骨组织形成，而且不同来源的干细胞的性质也具有较大差异，因此临床所需的干细胞数量与种类仍待确定。

据研究报道间充质干细胞在注射入小鼠体内后，其碎片被肺、脾、肝、肾和淋巴结中的单核细胞和巨噬细胞吞噬。单核细胞和巨噬细胞吞噬掉活的脐带间充质干细胞的细胞质组分之后，能够下调抗原递呈和共刺激的基因程序，并在功能上抑制辅助性T细胞的活化，从而发挥长期炎症调控作用。因此间充质干细胞在被清除后仍能发挥免疫调节的功能，这种通过干细胞碎片如干细胞膜等来长期抗炎的机制为干细胞在体内的长期治疗提供更广阔的发展思路。基于以上问题，细胞膜伪装技术成为了替代细胞疗法的有效手段。已有发现通过提取分离MSCs的细胞膜，获取MSCs膜基的纳米囊泡。保留了MSCs的免疫调节性能，特别是向炎症组织归巢与免疫逃避的能力，同时不会对宿主细胞产生影响，使用安全。

但是，使用单独干细胞膜囊泡以及干细胞膜递送药物，对骨疾病的治疗效果仍然很有限，需结合其他手段共同调控骨损伤区域的重构。近年来磁性微纳材料治疗骨等难治性疾病的应用已取得重要进展：包括亚毫米级磁性器件递送干细胞，用于膝关节软骨再生；磁机械力作用引发细胞反应；铁基纳米颗粒可促进巨噬细胞向具有免疫活性的M1型转化等。以上进展预示磁效应极有可能对骨疾病进程具有免疫调节的功能。然而，包括磁极化、磁热、磁力等磁效应诱导免疫学过程修复骨损伤疾病的报道较少。利用具有多种磁效应的靶向纳米药物对骨损伤疾病进行免疫调节极具发展前景，将为骨疾病的治疗带来曙光。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种基于免疫调节的干细胞膜伪装纳米药物，该纳米药物具有显著的磁学效应、靶向病区性能与免疫逃避能力；本发明的目的之二在于提供所述基于免疫调节的干细胞膜伪装纳米药物的制备方法；本发明的目的之三在于提供所述基于免疫调节的干细胞膜伪装纳米药物在制备治疗骨疾病的药物中的应用，该纳米药物能够靶向递送并在病区的长时驻留，利用磁效应与药物的双重免疫调节对骨炎症区域实现治疗。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：