[发明专利]一种聚氨基酸配位顺铂前药纳米粒子的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种聚氨基酸配位顺铂前药纳米粒子的制备方法及其应用。首先将临床常用的化疗药物顺铂(Cisplatin，CDDP)氧化为Pt(IV)前药，加入AgNOsubgt;3/subgt;得到水合Pt(IV,Clsupgt;‑/supgt;)。通过在γ‑聚谷氨酸(γ‑PGA)侧链上接枝小分子组氨酸甲酯(histidine methyl ester，H)得到γ‑PGA‑g‑H(PH)。二者通过酯键配位得到粒径220nm左右的纳米粒子(PHPt)。本方法操作简单、耗时短、合成条件温和可控。合成的纳米粒子生物相容性良好，极大地降低了顺铂的毒副作用；在超声作用下表现出声敏剂特性，产生单线态氧(supgt;1/supgt;Osubgt;2/subgt;)和羟基自由基(·OH)；材料消耗肿瘤微环境中过表达的谷胱甘肽(GSH)降低顺铂耐药性，同时释放出化疗药物顺铂，达到声动力‑化疗协同治疗的效果。

技术领域

本发明属于生物医学纳米材料及其制备领域，更具体地，涉及一种聚氨基配位顺铂前药纳米粒子声敏剂的制备方法与应用。

背景技术

在过去的几十年中，声动力学疗法(SDT)由于其高组织穿透深度、无电离辐射和低成本被广泛应用(Biomaterials 2021,269,120639)。SDT是利用超声(US)激发声敏剂产生ROS诱导癌细胞凋亡和/或坏死。传统的有机声敏剂亲水性差、生物利用度有限。而无机声敏剂又存在毒性高、电子-空穴易于复合等缺点，因此急需开发生物相容性好、ROS产率高的声敏剂。有文献报道，价态变换使电子-空穴对分离效率更高，促进声动力治疗中ROS产生(Angew.Chem.Int.Ed.2022,61,e202212021)。因此我们考虑将顺铂氧化为Pt(IV)前药，期望其在肿瘤还原性微环境中通过价态变化产生能量，转移到O₂和H₂O中，进而产生ROS。同时由于肿瘤细胞内高表达的谷胱甘肽(GSH)可以消除ROS，显着损害SDT的功效。因此，减少肿瘤部位的GSH同时增加ROS来放大氧化应激是一种有前景的策略(Adv.Mater.2022,34,2206286)。

铂配合物是临床上使用最广泛的治疗恶性肿瘤的化疗药物之一，据统计，大约50％的临床化疗方案中都包含铂类药物。其临床应用主要受毒副作用和耐药性的限制。一方面，顺铂对正常组织和癌细胞缺乏选择性，从而导致肾毒性、耳毒性等一系列副作用。另一方面，肿瘤细胞中含硫醇的生物分子(如GSH或金属硫蛋白等)过度表达，顺铂进入细胞后迅速和硫醇结合，通过Pt-S键形成稳定的加合物，加合物最终被ATP7A和ATP7B泵出细胞，导致其无法发挥化疗效果产生耐药性。将顺铂合成惰性Pt(IV)前药纳米粒子被认为是降低耐药性的有希望的策略(ACS Nano 2020,14,12,16984–16996)。

本发明我们合成了一种聚氨基酸配位顺铂前药纳米粒子PHPt用于声动力-化疗联合治疗，首先将临床常用的化疗药物顺铂(Cisplatin，CDDP)氧化为Pt(IV)前药，加入AgNO₃得到水合Pt(IV,Cl^-)。通过在γ-聚谷氨酸(γ-PGA)侧链上接枝小分子组氨酸甲酯(histidine methyl ester，H)得到γ-PGA-g-H(PH)。二者通过酯键偶联配位得到粒径220nm左右的纳米粒子(PHPt)。本方法操作简单、耗时短、合成条件温和可控。PHPt具良好的生物相容性，降低了顺铂的毒副作用；在超声条件下，PHPt表现出声敏剂特性，产生单线态氧(¹O₂)和羟基自由基(·OH)；材料可以与GSH反应，释放出化疗药物顺铂，一方面放大氧化应激，另一方面可以降低顺铂耐药性，达到声动力-化疗协同治疗的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有声敏剂特性的聚氨基酸配位顺铂前药纳米粒子，用于声动力-化疗协同治疗肿瘤。即以γ-PGA接枝聚合物为载体，与水合Pt(IV,Cl^-)配位反应，实现声动力-化疗的协同治疗。