CN104244965A - 治疗癌症和其它病症的纳米结构 - Google Patents

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M·G·达米安诺
张恒
K·M·麦克马洪
杨朔
L·I·乔丹
A·T·K·辛
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Abstract

提供了治疗癌症和其它病症的纳米结构、组合物和方法。在一些情况中，所述纳米结构和/或组合物可至少部分通过控制细胞中的胆固醇代谢而用于治疗癌症或其它疾病或病症。所述纳米结构和组合物可用于例如控制细胞中的胆固醇流入和/或流出。在一些情况中，所述纳米结构或组合物可用于杀伤细胞。可受到本文所述纳米结构和组合物影响的癌细胞的实例包括具有B-I型清道夫受体(SR-B1)的那些、B细胞淋巴瘤细胞、非霍奇金淋巴瘤细胞、黑素瘤细胞和/或其它。在一些实施方案中，所述纳米结构可以是天然高密度脂蛋白(HDL)的模拟物。

Description

治疗癌症和其它病症的纳米结构
相关申请的交互参考
本申请要求2012年2月22日提交的美国临时申请No.61/601,706的优先权，其公开内容全部通过引用并入本文。
技术领域
本发明总体涉及用于治疗癌症和其它病症的纳米结构。
背景技术
纳米结构，包括脂质体纳米结构，目前被用于诸如药物递送、基因递送和诊断学的应用中。有多种方法用于制备这类纳米结构，例如，通过包括脂蛋白/缀合物合成和对两亲性脂质体组分混合物进行声波处理的技术来形成脂质体纳米结构。但是，这类方法中有一些经常导致结构的尺寸相对较大、大小分布宽和/或稳定性短。因此，需要具有较小的尺寸、受控的大小分布和/或长期稳定性的纳米结构，以及制备这类纳米结构的方法，同时能够控制纳米结构的功能性和可定制性。用这类纳米结构来治疗诸如癌症等病症也将会有裨益。
发明内容
本发明总体涉及用于治疗癌症和其它病症的纳米结构和组合物。在一些情况下，所述纳米结构可用于通过控制细胞中的胆固醇代谢来治疗癌症或其它疾病或病症。所述纳米结构和组合物可用于例如控制癌细胞中的胆固醇流入和流出。所述纳米结构如下详述可以是天然HDL的模拟物。本申请的主题在一些情况下涉及相互关联的产物、特定问题的备选方案和/或结构和组合物的多种不同用途。
在一组实施方案中，提供了一系列的方法。
在一组实施方案中，提供了杀伤具有B-I型清道夫受体(SR-B1)的癌细胞的方法。该方法涉及使具有SR-B1的癌细胞与有效杀伤所述癌细胞量的合成纳米结构接触。
在一组实施方案中，提供了杀伤B细胞淋巴瘤细胞的方法。该方法涉及使B细胞淋巴瘤细胞与有效杀伤B细胞淋巴瘤细胞量的合成纳米结构接触。
在一组实施方案中，提供了治疗受试对象的非霍奇金淋巴瘤的方法。该方法涉及给受试对象施用有效治疗非霍奇金淋巴瘤量的合成纳米结构。
在一组实施方案中，提供了治疗受试对象的癌症的方法。该方法涉及给受试对象施用控制受试对象癌细胞中胆固醇流入和流出的组合物来治疗所述癌症。
在一组实施方案中，提供了诊断、预防、治疗或处理疾病或机体病症的方法。该方法涉及给受试对象施用治疗有效量的包含合成结构的组合物，所述合成结构包含纳米结构核以及围绕并附着到纳米结构核的壳，使得所述合成纳米结构与结合天然脂蛋白的细胞表面受体结合，并阻断所述细胞表面受体与所述天然脂蛋白之间的结合或减少其结合量。
在一些实施方案中，所述天然脂蛋白是HDL、IDL、LDL或VLDL。所述方法可涉及例如增加或减少包含所述细胞表面受体的细胞中的胆固醇流入或流出。
在一组实施方案中，提供了诊断、预防、治疗或处理(managing)与异常脂质水平相关的疾病或机体病症的方法。该方法可涉及给受试对象施用治疗有效量的包含合成结构的组合物，所述合成结构包含纳米结构核以及围绕并附着到纳米结构核的壳，以及使用所述合成结构改变所述受试对象的细胞胆固醇流通(flux)。
在一组实施方案中，方法涉及向生物基质施用治疗有效量的包含合成结构的组合物，所述合成结构包含纳米结构核以及围绕并附着到纳米结构核的壳，并且使得所述合成纳米结构在该生物基质中掩蔽(sequester，或译为隔离)脂质或蛋白质或者与其它天然脂蛋白交换脂质或蛋白质。所述合成纳米结构可以是所述天然脂蛋白的模拟物。在一些实施方案中，所述方法涉及使所述合成纳米结构与可与天然脂蛋白结合的细胞表面受体结合。
在上述方法的任何一种中，方法可涉及使所述结构或该结构的组成部分与一种或多种调节胆固醇转运的细胞表面受体结合。所述细胞表面受体可以是例如SR-B1、ABCA1和/或ABCG1。
在上述方法的任何一种中，所述与异常脂质水平相关的疾病或机体病症可涉及炎症或者调节免疫系统。
在上述方法的任何一种中，所述组合物可包含多种合成纳米结构。在一些实施方案中，所述癌症是非霍奇金淋巴瘤。在一些情况中，所述癌症以B细胞淋巴瘤细胞为特征，或者其中所述癌细胞是B细胞淋巴瘤细胞。在一些实施方案中，所述癌症是白血病。在其它实施方案中，所述癌症是黑素瘤。在某些实施方案中，所述癌症以具有SR-B1的细胞为特征。在一些实施方案中，所述癌症以具有ABCA1和/或ABCG1的细胞为特征，或者其中所述癌细胞具有ABCA1和/或ABCG1。
在上述方法的任何一种中，方法可涉及控制癌细胞的生长。在一些实施方案中，方法涉及杀伤癌细胞。在一些情况下，杀伤通过凋亡而发生。在一些实施方案中，方法涉及控制癌细胞中的胆固醇代谢。控制胆固醇代谢可涉及例如增加胆固醇外流出癌细胞和/或减少胆固醇流入癌细胞。在一些情况下，方法涉及调节SR-B1结合。在一些情形下，方法涉及实质性抑制SR-B1。
在上述方法中的任何一种中，方法可涉及用所述合成纳米结构掩蔽在癌细胞中的胆固醇。所述合成纳米结构可用于在所述癌细胞中掩蔽至少5个，至少10个，至少20个或至少50个胆固醇分子。所述胆固醇可以是例如酯化胆固醇或游离胆固醇。
在上述方法中的任何一种中，所述合成纳米结构可以是成熟球形高密度脂蛋白(例如就大小、形状和/或表面化学而言)的生物模拟物。所述合成纳米结构可被改造成适于掩蔽胆固醇。在一些实施方案中，所述合成纳米结构包含纳米结构核和壳。在一些情况中，纳米结构核包括无机材料，如金属(例如金)。
在上述方法的任何一种中，所述合成纳米结构核可具有小于或等于大约50nm，或小于或等于大约35nm，或小于或等于大约30nm的最大横截面尺寸。
在上述方法的任何一种中，所述合成纳米结构可包含壳，所述壳包含围绕并附着到纳米结构核的脂质层。在一些情况中，所述脂质层是脂质双层。在一些实施方案中，至少一部分所述脂质双层共价结合到所述核上。在其它实施方案中，至少一部分所述脂质双层物理吸附到所述核上。在一些情况中，所述脂质双层包含磷脂，例如所述脂质双层可包含50-200个磷脂。在一些情况中，所述壳包含脂蛋白结构。在一些实施方案中，所述壳包含载脂蛋白。所述载脂蛋白可以是例如载脂蛋白A-I、载脂蛋白A-II或载脂蛋白E。在一些实施方案中，所述合成纳米结构包括1-6个载脂蛋白。在某些实施方案中，所述合成纳米结构包含具有内表面和外表面的壳，蛋白与壳的至少外表面相结合。
本发明的其它优势和新特征将由以下对多个非限定性发明实施方案的详细描述并结合附图考虑而变得明晰。如若本说明书与参考引入的文件包含有冲突和/或不一致的披露内容，则以本说明书为准。如果两份或多份参考引入的文件包含彼此有冲突和/或不一致的披露内容，则以具有较迟有效日期的文件为准。
附图说明
本发明的非限定性实施方案将通过举例并参考附图的方式来进行描述，这些附图是示意性的，并不旨在按比例描绘。在附图中，每个相同或近乎相同的图示组分通常以单一数字表示。为清楚起见，并非每一附图中的每个组分都加以标注，当没有必要通过图示来使得本领域普通技术人员理解发明时也没有显示本发明每一实施方案中的每个组分。在附图中：
图1A显示根据一组实施方案本文所述可用于治疗疾病或病症的纳米结构的一个示例；
图1B显示根据一组实施方案制备纳米结构的方法；
图2A显示根据一组实施方案，与获自健康供体的初始B细胞和记忆B细胞相比，淋巴瘤患者样品中通过基因表达谱分析得到的相对SR-B1表达；
图2B是根据一组实施方案，显示淋巴瘤细胞系中高密度脂蛋白(HDL)特异性受体ABCA1、ABCG1和SR-B1表达的蛋白质印迹(Western blot)图像；
图2C显示蛋白质印迹，展示淋巴瘤和正常淋巴细胞(正常HL)中的SR-B1表达。数字代表SR-B1受体表达相对于GAPDH的比率。根据一组实施方案，所有比率相对于就HepG2细胞中SR-B1表达测得的相同比率标准化。
图2D显示，根据一组实施方案，在除Jurkat外所有培养的癌细胞系中HDL受体SR-B1的表达。
图2E显示肝细胞和从人CD14+细胞分化的巨噬细胞中的SR-B1表达。根据一组实施方案，HepG2和Jurkat细胞被包括在内分别作为SR-B1阳性和阴性对照；
图3A和3B显示，根据一组实施方案，hHDL和HDL-NP对淋巴瘤细胞MTS测定(72小时)的影响作用，(A)hHDL的作用，(B)HDL-NP的作用。对所有MTS测定，对照(未处理细胞)的吸光度测量值设为100％；
图3C和3D显示，根据一组实施方案，hHDL和HDL-NP对原代细胞的作用。MTS测定显示，在处理后24和48小时，hHDL和HDL-NP不显著降低(A)原代肝细胞或(B)原代巨噬细胞的活力。在处理后72小时，与对照相比，hHDL显著增加肝细胞和巨噬细胞两者的活力；
图4显示，根据一组实施方案，本文所述的合成纳米结构(例如HDL-NP)的游离组分对淋巴瘤细胞的作用；
图5A显示，根据一组实施方案，测量淋巴瘤细胞系在Ac-LDL和HDL-NP存在下的细胞增殖的3H胸苷掺入测定的结果；
图5B显示，根据一组实施方案,经HDL-NP处理的淋巴瘤细胞的凋亡(72小时)是剂量依赖性的；
图5C显示，根据一组实施方案，活化半胱天冬酶3活性的比色测定；
图5D-5F显示，根据一组实施方案，PARP和半胱天冬酶3的蛋白质印迹：Ramos细胞中(图5D)HDL-NP诱导的PARP切割、(图5E)半胱天冬酶3水平的28小时蛋白质印迹，和(图5F)SUDHL-4细胞中HDL-NP诱导的PARP切割的24小时蛋白质印迹；
图6A显示，根据一组实施方案，10nM hHDL和HDL-NP处理后原代肝细胞和巨噬细胞中的凋亡；
图6B显示，根据一组实施方案，经HDL-NP处理的正常人淋巴细胞(正常淋巴细胞)和SUDHL-4细胞中的凋亡，表示为与对照相比的增加倍数(48小时)。(插图)经HDL-NP处理后2或5天正常人淋巴细胞的凋亡；
图7A显示，根据一组实施方案，通过测量金含量的ICP-MS数据显示的淋巴瘤细胞中的HDL-NP摄取；
图7B显示，根据一组实施方案，通过基于ICP-MS的HDL-NP与hHDL之间的竞争试验显示的淋巴瘤细胞中的HDL-NP摄取；
图7C显示，根据一组实施方案，经HDL-NP处理后(24小时)SUDHL-4细胞中的HDL-NP的透射电镜照片；
图8A显示，根据一组实施方案，SR-B1-和SR-B1+淋巴瘤细胞系中Ac-LDL(微克/毫升)拯救(rescue)的MTS测定结果；
图8B显示，Ac-LDL拯救后淋巴瘤细胞系中的凋亡；
图8C和8D分别显示，根据一组实施方案，在经处理的Ramos细胞和SUDHL-4细胞中的凋亡；
图8E和8F分别显示，根据一组实施方案，Ramos和SUDHL-4中凋亡的代表性膜联蛋白V/PI流式细胞分析柱状图；
图9A显示，根据一组实施方案，与hHDL相比，淋巴瘤细胞向HDL-NP的胆固醇流出百分比；
图9B显示，根据一组实施方案，人肝细胞和巨噬细胞向hHDL和HDL-NP的胆固醇流出；
图9C显示，根据一组实施方案，HDL-NP和hHDL向淋巴瘤细胞的胆固醇流入；
图9D显示，根据一组实施方案，hHDL和HDL-NP向人肝细胞和巨噬细胞的胆固醇流入；
图9E显示，根据一组实施方案，单独以及经10μM BLT-1处理后，SUDHL-4细胞向hHDL和HDL-NP的胆固醇流出；
图9F显示，根据一组实施方案，单独以及经10μM BLT-1处理后，hHDL和HDL-NP向SUDHL-4细胞的胆固醇流入；
图10A和10B分别显示，根据一组实施方案，在Ramos和Jurkat肿瘤异种移植模型中，HDL-NP对肿瘤体积和SR-B1表达水平的影响作用；
图11A显示，根据一组实施方案，在第11天采集的四只代表性小鼠的Ramos和Jurkat肿瘤中的SR-B1表达水平；
图11B-11E显示，根据一组实施方案，肿瘤样品的H&E染色。(图11B)被脂肪组织围绕的Jurkat肿瘤标本；(图11C)更高放大倍数图像(5x)还揭示Jurkat肿瘤内的脂肪细胞污染；(图11D和11E)10x放大倍数，脂肪细胞污染在(图11D)Jurkat肿瘤中比(图11E)Ramos肿瘤中更普遍；
图12A显示，根据一组实施方案，本文所述的合成纳米结构(例如HDL-NP)对人脐静脉内皮细胞(HUVEC)的作用；
图12B显示，根据一组实施方案，本文所述的合成纳米结构(例如HDL-NP)对HepG2细胞(人肝癌细胞)的作用；
图12C显示，根据一组实施方案，本文所述的合成纳米结构(例如HDL-NP)对PC3细胞(人前列腺癌细胞)的作用；
图12D显示，根据一组实施方案，本文所述的合成纳米结构(例如HDL-NP)对LnCaP细胞(人前列腺癌细胞)的作用；
图12E显示，根据一组实施方案，本文所述的合成纳米结构(例如HDL-NP)对HMLE-GFP细胞(人乳腺上皮细胞)的作用；
图12F显示，根据一组实施方案，本文所述的合成纳米结构(例如HDL-NP)对HMLE-Twist细胞(人乳腺上皮细胞)的作用；
图12G显示，根据一组实施方案，本文所述的合成纳米结构(例如HDL-NP)对MDA-MB-231细胞(人乳腺癌细胞)的作用；
图12H显示，根据一组实施方案，本文所述的合成纳米结构(例如HDL-NP)对C8161细胞(人黑素瘤细胞)的作用；
图12I显示，根据一组实施方案，本文所述的合成纳米结构(例如HDL-NP)对A375细胞(人黑素瘤细胞)的作用；
图12J显示，根据一组实施方案，本文所述的合成纳米结构(例如HDL-NP)对Ramos细胞(人B细胞淋巴瘤细胞)的作用；而
图13是根据一组实施方案合成纳米结构(HDL-NP)的紫外-可见光谱。
详细说明
提供了用于治疗癌症和其它病症的纳米结构、组合物和方法。在一些情况中，所述纳米结构和/或组合物可用于至少部分通过控制细胞中的胆固醇代谢来治疗癌症或其它疾病或病症。所述纳米结构和组合物可用于例如控制细胞中的胆固醇流入和/或流出。在一些情况中，所述纳米结构或组合物可用于杀伤所述细胞。可被本文所述纳米结构和组合物影响的癌细胞的实例包括具有B-I型清道夫受体(SR-B1)的那些、B细胞淋巴瘤细胞、非霍奇金淋巴瘤细胞、黑素瘤细胞和/或其它。在一些实施方案中，所述纳米结构可以是天然高密度脂蛋白(HDL)的模拟物。
本文所述的是使用合成纳米结构和/或其组合物来靶向针对癌细胞(例如具有SR-B1受体的细胞、淋巴瘤细胞、非霍奇金淋巴瘤细胞、黑素瘤细胞和/或其它)的新治疗途径。在一些实施方案中，所述合成纳米结构可以是成熟球形HDL的生物模拟物，例如在所述结构的大小、形状、表面化学和/或功能方面。对这些特征的控制可至少部分通过使用合成模板来形成所述纳米结构而实现。例如，高密度脂蛋白合成纳米颗粒(HDL-NP)可通过采用金纳米颗粒(Au-NP)(或其它合适的实体或材料)作为合成模板来形成，可向该模板添加其它组分(例如脂质、蛋白质等)。
在一些实施方案中，所述合成纳米结构可具有与天然HDL大体相似的大小、形状和/或表面化学，但可在至少一个特征上与天然HDL不同。所述至少一个特征可以是，例如，所述纳米结构中一种或多种组分的存在或缺失，一种或多种组分在所述纳米结构中或上的定位，用于形成纳米结构的材料，纳米结构壳的组成，纳米结构核的组成，及其组合。例如，在一些实施方案中，可将所述纳米结构制备成基本上不含胆固醇(例如，在核中，和/或在将所述纳米结构施用于受试对象或样品之前)，而由Au-NP或其它合适实体占据核的空间位置(realestate)。该构型区别于天然HDL，后者具有由胆固醇酯和甘油三酯形成的核。此外，本文所述的纳米结构可具有与天然HDL相似的某些特征和/或功能(例如胆固醇结合常数)，但可具有与天然HDL不同的其它特征和/或功能(例如将胆固醇递送到细胞的能力)。如下详述，本文所述的纳米结构与天然HDL之间的区别可有助于所述纳米结构治疗本文所述的细胞、疾病和病症的有效性。
细胞膜中的胆固醇表现出对于恶性细胞的存活和增殖是重要的。作为一种疗法，并与天然HDL直接形成对比的是，本文所述的纳米结构可在癌细胞中诱导时间和剂量依赖性凋亡，所述癌细胞诸如具有B-I型清道夫受体(SR-B1)的那些、B细胞淋巴瘤细胞、非霍奇金淋巴瘤细胞、黑素瘤细胞和/或其它。例如，数据证实，所述纳米结构的治疗效力可源自靶向针对HDL的高亲和力受体SR-B1和/或所述纳米结构操纵细胞胆固醇流通的能力。结合在一起，靶向的纳米结构受体结合(其可通过所述纳米结构的表面化学来实现)，和/或对细胞胆固醇流通的操纵(其可通过所述纳米结构诸如占据核的特征来实现)，可以独特方式协作递送显著潜在的治疗效力，作为对诸如B细胞淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤、黑素瘤或其它的癌症的化疗的替代方案。更概括地说，本文所述的结构和方法可适用于对作为生存手段的胆固醇流通敏感的一系列的细胞，以及对其而言胆固醇蓄积是病态的细胞。
相应地，在一组实施方案中，提供了治疗受试对象的癌症的方法。在一个实施方案中，方法可涉及向所述受试对象施用控制受试对象癌细胞中胆固醇流入和流出的组合物来治疗癌症。在一些情况中，所述癌症通过需要维持胆固醇来生存的细胞来鉴别。在一个实施方案中，提供了治疗癌症的方法，其中所述癌症通过表达SR-B1的癌细胞来定义。在一个实施方案中，提供了杀伤具有SR-B1的癌细胞的方法。所述方法可涉及使具有SR-B1的癌细胞与有效杀伤所述癌细胞量的合成纳米结构接触。在其它实施方案中，提供了降低癌细胞增殖或活力的方法。所述癌细胞在一些实施方案中可通过特定的表达SR-B1的癌细胞来定义。这类细胞的非限定性实例包括Ramos细胞、SUDHL4细胞、LY3细胞、黑素瘤细胞(例如A375和/或C8161细胞系)和B细胞淋巴瘤细胞。
在某些实施方案中，有待治疗的癌细胞表达ABCA1和/或ABCG1受体。在一个实施方案中，提供了杀伤B细胞淋巴瘤细胞的方法。该方法可涉及使B细胞淋巴瘤细胞与有效杀伤B细胞淋巴瘤细胞量的合成纳米结构接触。在一个实施方案中，提供了治疗受试对象的非霍奇金淋巴瘤的方法。该方法可涉及给所述受试对象施用有效治疗非霍奇金淋巴瘤量的合成纳米结构。在其它实施方案中，本文所述的纳米结构可用于治疗白血病、淋巴瘤和/或黑素瘤。在某些实施方案中，本文所述的纳米结构可用于治疗涉及病理性胆固醇蓄积过程的疾病或病症，特别是通过具有其细胞表达在天然状态下被HDL和/或本文所述纳米结构占用(engage)的受体的细胞来鉴别的疾病或病症。其它癌症或病症也可从本发明一些方面受益。
令人惊讶的是，本文所述的纳米结构，其可被设计成模拟天然成熟球形HDL的大小、形状、表面化学组成和/或胆固醇结合特性，经显示可杀伤表达SR-B1的癌细胞，包括B细胞淋巴瘤细胞和/或来自患有非霍奇金淋巴瘤的患者的细胞。尽管认为所述纳米结构可用于掩蔽细胞中的胆固醇(类似于天然HDL的功能)，所述纳米结构会例如通过凋亡杀伤细胞是出人意料的，特别是所述纳米结构没有掺入任何药物或化疗剂来特异性治疗所述癌细胞。尤其是，天然HDL(所述纳米结构可被设计来模拟它)对表达SR-B1的细胞系没有杀伤作用，并且天然HDL实际上导致表达该受体的细胞增殖增加。本文所述的纳米结构会具有如此显著和相反的作用是出人意料的，其不但通过降低表达SR-B1的细胞(包括B细胞淋巴瘤细胞和/或来自非霍奇金淋巴瘤患者的细胞)的增殖来控制癌细胞生长，而且还杀伤所述细胞。还没有预期到的是，细胞死亡通过凋亡而发生，而细胞死亡存在数种可能的机制包括自吞噬和坏死/细胞溶解。
每年有大约70000例非霍奇金淋巴瘤(NHL)新病例，其中90％是B细胞淋巴瘤。这造成每年估计19320例死亡。目前的治疗，尽管现在比过去更高效，包括化疗、放射、信号传导通路的小分子抑制剂和免疫疗法；但是，抗性会发生并导致疾病进展和死亡。因此需要新的更有效的治疗策略。近来，在来自急性淋巴细胞白血病(ALL)和急性髓细胞性白血病(AML)患者的成淋巴细胞和成髓细胞中收集的证据表明，胆固醇通过高密度脂蛋白载体摄入增强，其可导致细胞增殖增加。此外，白血病和淋巴瘤细胞系中的胆固醇酯化增强与增加的细胞增殖相关联，用小分子抑制胆固醇酯形成显示出抑制细胞生长。结合在一起看，这些数据提示胆固醇及其代谢产物对B细胞NHL的存活和增殖是重要的。
高密度脂蛋白是动态的天然纳米颗粒，其重要性是由于在循环HDL水平和心血管疾病发生之间存在负相关。HDL最重要的动脉粥样化保护机制之一被假定为反向胆固醇转运(RCT)。RCT是胆固醇从见于发生中的动脉粥样化瘤(atheroma)的荷载脂质的巨噬细胞流出到HDL颗粒，外周循环中的胆固醇转运，和胆固醇被递送到肝脏以在粪便中排泄的复杂过程。在RCT过程期间，胆固醇摄取在化学和结构上使得HDL从最初新生的盘状形式成熟为更成熟的球形。HDL表面结合的胆固醇经由卵磷脂胆固醇酰基转移酶(LCAT)作用的酯化驱使所形成的胆固醇酯到HDL核心并维持梯度以使成熟中的HDL颗粒表面摄取游离胆固醇。在细胞水平，HDL颗粒占用(engage)巨噬细胞表面上的受体来去除游离胆固醇。ATP结合盒转运子(ATP-bindingcassette transporter)A1和G1(ABCA1和ABCG1)介导胆固醇从细胞流出到新生和球形HDL。ABCA1主要使胆固醇流出到新生HDL，而更成熟的球形HDL则靶向ABCG1来进行胆固醇外流。SR-B1是高亲和力HDL受体，其介导成熟球形HDL的细胞胆固醇转运。SR-B1的独特之处在于它可以与成熟HDL种类在细胞膜接洽(engage)并介导胆固醇外流，但也负责摄入HDL颗粒和介导细胞胆固醇流入过程。细胞胆固醇流入在肝细胞中最为理解透彻，它们经由SR-B1摄取成熟的球形HDL作为RCT的最后步骤。
近来开发出了包括生物模拟纳米颗粒构建体的纳米结构，其具有天然成熟球形HDL的大小、形状、表面化学组成和胆固醇结合特性，如2009年4月24日提交的标题为“适于掩蔽胆固醇和其它分子的纳米结构”的国际专利公开No.WO/2009/131704中所述，将其全文通过引用并入本文用于所有目的。生物模拟性HDL的合成可使用例如5nm直径金纳米颗粒(AuNP)作为大小和形状限制性模板来组装天然HDL的表面化学组分包括磷脂和定义HDL的载脂蛋白A-I(APOA-I)。尽管国际专利公开No.WO/2009/131704泛泛描述了用纳米结构来治疗癌症，认为所述纳米结构可通过包含癌症药物或已知有效杀伤癌细胞的其它成分用来治疗癌症。换言之，认为所述纳米结构会被用作药物载体来治疗癌症。出人意料的是，诸如本文所述的纳米结构可单独使用而不掺入任何药物来治疗癌症和杀伤癌细胞。
还没有意料到的是，本文所述的纳米结构可用于通过限制胆固醇流出和/或流入来控制细胞的胆固醇代谢。如本文所述，在一些实施方案中，所述纳米结构可用于增加胆固醇外流出癌细胞。例如，所述纳米结构，其可包括亲脂性壳和可选存在的Apo-A1，可用于从细胞掩蔽胆固醇从而使得胆固醇流出细胞。在一些情况中，所述纳米结构导致的胆固醇外流出细胞大于(或至少等于)天然HDL所可能实现的。此外，在一些实施方案中，所述纳米结构可用于减少胆固醇流入癌细胞。无意受理论所限，据信本文所述纳米结构可用于阻止天然HDL结合癌细胞。例如，本文所述的纳米结构可与天然HDL直接竞争与类似细胞表面配体/受体的结合。但是如本文所记载的，本文所述的纳米结构可减少癌细胞增殖和/或杀伤癌细胞，而天然HDL可没有这种作用。
天然HDL被用于将胆固醇递送到癌细胞，例如通过SR-B1。这在天然HDL是可能的，因为其颗粒核心中存在酯化胆固醇。由于在一些实施方案中本文所述的纳米结构可包括不包含酯化胆固醇的核(例如由例如合成材料形成的实心核)，有待递送到癌细胞的胆固醇来源可被除去。许多类型的癌症依赖HDL摄取递送胆固醇，以此推测维持细胞膜完整性和用于细胞增殖。由于所述细胞可能需要足够量的胆固醇来存活，用本文所述的纳米结构来处理细胞可杀伤所述细胞，至少部分是通过减少胆固醇流入所述细胞的量。相应地，本文所述的纳米结构可用于扰乱癌细胞中的胆固醇代谢，例如使得其不能再维持细胞膜完整性进行细胞增殖。
关于癌细胞如淋巴瘤细胞中胆固醇代谢的分子途径(包括HDL分子受体的存在)知之甚少。本发明的一个方面涉及发现ABCA1和ABCG1以相对恒定和低的水平表达，而SR-B1在多种B细胞淋巴瘤细胞系中高表达，以及使用本文所述的合成纳米结构来结合这些受体中的一种或多种。
在一方面提供了使用合成纳米结构处理淋巴瘤细胞的方法。所述淋巴瘤细胞可以是例如非霍奇金淋巴瘤细胞和/或B细胞淋巴瘤细胞。在一些实施方案中，所述淋巴瘤细胞可以是伯基特淋巴瘤细胞。例如，本文所述的纳米结构可抑制EB病毒(EBV)感染伯基特淋巴瘤。在一些实施方案中，所述淋巴瘤特征在于表达SR-B1的细胞。在某些特定实施方案中，所述淋巴瘤特征在于表达ABCA1和/或ABCG1的细胞。在某些特定实施方案中，所述淋巴瘤特征在于SR-B1、ABCA1和/或ABCG1表达增加的细胞。受体SR-B1、ABCA1和/或ABCG1可用于与本文所述的合成纳米结构结合。
在某些特定实施方案中，本文所述的纳米结构可改变(例如细胞膜脂筏的)膜流动性。所述纳米结构可影响锚定在脂筏的下游分子途径。
在某些特定实施方案中，与不用本文所述的纳米结构处理相比，所述的纳米结构可减少肿瘤体积、大小或生长(例如减少至少10％，至少20％，至少30％，至少40％，至少50％，至少60％，至少70％，至少80％，或至少90％)。
总体而言，本文所述的纳米结构可具有不同的治疗癌症和/杀伤癌细胞的机制，包括可同时发生的两种或多种不同的机制，应该领会，尽管提供了这些机制的不同理论，本发明在这方面不受限制。在一些实施方案中，所述纳米结构可控制癌细胞的生长和/或杀伤癌细胞。在一些情况中，所述癌细胞可通过凋亡或通过其它机制被杀伤。在某些特定实施方案中，所述纳米结构可控制细胞中的胆固醇代谢(例如胆固醇流出和/或胆固醇流入)。在一些情况中，所述纳米结构可调节细胞中的SR-B1结合。例如，在一些实施方案中，所述纳米结构可实质性抑制SR-B1(例如从而使得其不可与天然HDL结合)。一种或多种这类机制的组合是有可能的。应该领会，其它机制也是可能的。
在某些特定实施方案中，本文所述的纳米结构可象天然脂蛋白一样结合或竞争结合相同或相似的细胞表面配体/受体。尽管本文主要描述了天然脂蛋白如HDL(例如hHDL)，本文所述的纳米结构可与之结合和/或竞争的其它天然脂蛋白，如低密度脂蛋白(LDL)，乙酰化低密度脂蛋白(Ac-LDL)，中间密度脂蛋白(IDL)，和极低密度脂蛋白(VLDL)，也是可能的。在一些实施方案中，本文所述的纳米结构模拟天然脂蛋白如LDL或VLDL。也即，所述纳米结构的大小、表面化学和其它特征可被设计成类似于所述天然脂蛋白的大小、表面化学和其它特征。
诊断、预防、治疗或处理疾病或机体病症的方法可涉及例如给受试对象施用治疗有效量的包含本文所述的合成结构的组合物，该合成结构包含纳米结构核和围绕并附着到所述纳米结构核的壳，并使得所述合成纳米结构与结合天然脂蛋白(例如HDL、IDL、LDL或VLDL)的细胞表面配体/受体结合，以及阻断所述细胞表面配体/受体与所述天然脂蛋白之间的结合或减少其结合量(例如与不进行所述合成纳米结构的结合步骤时相比)。所述细胞表面配体/受体可包括例如SR-B1、ABCA1和/或ABCG1。在一些实施方案中，这种方法可导致细胞胆固醇流通的改变(例如增加或减少包含所述细胞表面受体的细胞中的胆固醇流入或流出)。在某些特定实施方案中，所述合成纳米结构可在含其它天然脂蛋白的生物基质(例如血清、血液、血浆)中掩蔽或交换脂质或蛋白质(例如载脂蛋白)。
在某些特定实施方案中，方法涉及向生物基质(例如血液、血清、血浆)施用治疗有效量的包含合成结构的组合物，该合成结构包含纳米结构核和围绕并附着到所述纳米结构核的壳，并使得所述合成纳米结构掩蔽所述生物基质中其它天然脂蛋白的脂质或蛋白质或与其交换脂质或蛋白质。所述合成纳米结构可以是所述天然脂蛋白的模拟物。在一些实施方案中，该方法涉及使所述合成纳米结构与可与天然脂蛋白结合的细胞表面受体结合。所述细胞表面配体/受体可包括例如SR-B1、ABCA1和/或ABCG1。
本发明的一方面提供了涉及纳米结构的物品、组合物、试剂盒和方法，包括可用于治疗癌症或其它疾病或病症的那些。本文所述的某些实施方案包括具有核壳型配置的结构；例如纳米颗粒核可由包括可与胆固醇和/或其它脂质相互作用的材料诸如脂质双层的壳包围。在一些实施方案中，所述结构当引入受试对象中时可用于杀伤癌细胞。在一些情况中，所述纳米结构可用于控制细胞如癌细胞中的胆固醇代谢。
在本文所述的一些实施方案中，核(例如金纳米颗粒)可用作支架来作为模板和指导大小、形状和表面化学都明确定义的能经受多种进一步的表面化学和定制修饰的结构的合成。例如，自底向上、大小特异性的脂蛋白合成可通过用纳米结构核来支撑包含脂质双层和/或其它合适组分的壳来进行。在一些实施方案中，所述纳米结构核可起到限制所形成的结构的大小或充当其大小的模板的作用和/或可用于控制胆固醇流入细胞内。所述壳可用于掩蔽胆固醇和/或控制胆固醇外流出细胞。
本文所述的某些物品和方法涉及使用纳米结构支架来进行具有高度可复制性并具有大规模升级潜能的可控结构合成。所得的结构可在多种溶剂中保持稳定，可具有高的体内循环时间，并且可相对廉价地制造。此外，由于脂质可以容易地用商业化的连接体化学法修饰，本文所述的结构可经受进一步的以潜在药理学活性剂和/或靶向/识别剂如抗体、小分子和蛋白进行的官能化。进一步的优势如以下详述。
现在对可用于本文所述方法的纳米结构的实例进行描述。
图1A的示例性实施方案包括结构10(例如合成结构或合成纳米结构)，其具有核16和围绕核的壳20。在核是纳米结构的实施方案中，所述核包括可向其可选地附着一种或多种组分的表面24。例如，在一些情况中，核16是由包括内表面28和外表面32的壳20包围的纳米结构。壳可以至少部分由一种或多种组分34如多种脂质形成，所述组分可以可选地彼此缔合和/或与核的表面24缔合。例如，组分34可通过共价附着到核上、物理吸附、化学吸附、或通过离子相互作用、疏水和/或亲水相互作用、静电相互作用、范德华相互作用或其组合附着到核上而与核缔合。在一个特定实施方案中，所述核包括金纳米结构，壳通过金-巯基键附着到核上。
可选地，组分34可彼此交联。壳组分的交联可例如允许对物质进入壳或在壳以外区域与壳以内区域之间的转运进行控制。例如，相对大量的交联可允许某些小的而不是大的分子进入或通过壳，而相对低的交联或没有交联可允许较大的分子进入或通过壳。另外，形成壳的组分可以为单层或多层的形式，其也可促进或阻碍分子的转运或掩蔽。在一个例示实施方案中，壳20包括脂质双层，其设置成掩蔽胆固醇和/或控制胆固醇外流出细胞，如本文所述。
应该理解，围绕核的壳不必完全包围核，尽管这样的实施方案是可能的。例如，壳可以包围至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％或至少99％的核表面积。在一些情况中，壳实质性地包围核。在其它情况中，壳完全包围核。在一些情况下壳的组分可以均匀分布在核表面，另一些情况下则不均匀分布。例如，在一些情况下壳可以包括不包含任何材料的部分(例如孔)。如果需要，壳可以设计成允许某些分子和成分穿越和/或转运入或出壳，但可阻止其它分子和成分穿越和/或转运入或出壳。特定分子穿越和/或被转运入和/或通过壳的能力可取决于例如形成壳的组分的组装密度以及形成壳的组分的化学和物理特性。如本文所述，壳可包括一层材料，或在一些实施方案中包括多层材料。
结构10(例如合成结构或合成纳米结构)还可包括一种或多种组分36如蛋白质、核酸和生物活性剂，所述组分可任选地赋予所述结构以特异性。一种或多种组分36可与核、壳或两者缔合；例如它们可与核的表面24、壳的内表面28、壳的外表面32缔合，和/或包埋在壳中。例如，一种或多种组分36可通过共价键、物理吸附、化学吸附而与核、壳或两者缔合、或通过离子相互作用、疏水和/或亲水相互作用、静电相互作用、范德华相互作用或其组合而附着。在一个特定实施方案中，壳20的形式为脂蛋白装配体或结构，其包括彼此共价或非共价结合的蛋白质和脂质两者。例如，壳可以为载脂蛋白装配体的形式，其作为酶辅因子、受体配体和/或脂质转移载体，来调节脂质摄取。如本文所述，可以选择结构10的组分使得所述结构表面模拟HDL、LDL或其它结构的大体表面组成。
应该理解，除本文所述以外的组分和构型也可适于某些结构和组合物，并非图1A所示所有组分都必需存在于一些实施方案中。
结构10可通过任何适宜方法制造。例如，在一些实施方案中，并如图1B所示，结构(例如HDL-NP)的合成可通过将载脂蛋白A-I加入胶体AuNP(5nm直径)溶液来引发。接下来，可向混合物中加入两种或多种类型的磷脂。磷脂之一可包括例如以高亲和力与纳米颗粒核(例如金)表面结合的二硫化物头基。也可采用其它表面化学法。第二种磷脂可以是天然与HDL缔合并可形成外磷脂片(leaflet)层的种类。制造方法和其它细节如2009年4月24日提交、2012年12月4日颁布的美国专利No.8,323,686中所述，其全部内容通过引用并入本文用于一切目的。
在一些情况中，核16是空的，因此不包括纳米结构核。因此，在一些这样的和其它实施方案中，结构10包括壳，其可任选地允许组分(例如生物活性剂、胆固醇)传向或传出核16和壳外环境40。与某些现有的中空结构(例如脂质体)(这些结构由于形成壳的组分的位阻通常具有大于100nm的最大横截面尺寸)相对比，具有空核(例如部分或完全空的核)的结构10可以非常小，例如具有小于大约100nm或甚至小于大约50nm的最大横截面尺寸。例如，包括含磷脂的脂质双层的脂质体难于制成小于100nm的大小，因为磷脂会变得在空间上受限，从而使其难于或不可能形成具有小曲率半径的双层的中空结构。但是使用本文所述的方法，可形成具有小曲率半径的这类和其它结构，如在此所提供的。
在一组实施方案中，结构10，无论包括纳米结构核或空核，被构建或设置成向和/或从受试对象或生物样品掩蔽、转运或交换某些分子。例如，结构10当被引入受试对象中时可与所述对象中的一种或多种组成部分如细胞、组织、器官、颗粒、液体(例如血液)及其部分相互作用。所述相互作用可至少部分通过结构10的壳发生，并可涉及例如物质(例如蛋白质、肽、多肽、核酸、营养物)从所述对象的所述一种或多种组成部分交换到结构10，和/或从结构10交换到所述对象的所述一种或多种组成部分。在一些这样的实施方案中，结构10的壳可以设计成包括具有允许与来自所述对象的一种或多种物质发生有利的相互作用(例如结合、吸附、转运)的特性的组分。例如，壳可包括具有特定疏水性、亲水性、表面电荷、官能团、结合特异性和/或密度的组分以促进特定的相互作用，如下详述。在某些特定实施方案中，来自对象的一种或多种物质被结构10掩蔽，并且结构10促进所述物质的排泄、分解和/或转运。所述物质的排泄、分解和/或转运可导致某些特定的有益和/或治疗效果。由此，本文所述的结构可用于诊断、预防、治疗或管理某些疾病或机体病症。
在核16不是空的某些实施方案中，所述核可包含对细胞有毒性的材料或由其形成。在一些实施方案中，所述毒性材料可从核释放。在其它实施方案中，所述毒性材料不从核释放。例如，细胞组分与所述毒性材料之间的接触可影响细胞增殖。
在一些实施方案中，结构10，无论包括纳米结构核或空核，被改造成适于控制胆固醇代谢和细胞。例如，所述纳米结构核或空核可用于限制胆固醇流入细胞内的量。这可以通过例如形成在核中不包括任何胆固醇或足量胆固醇以递送入细胞的纳米结构来完成。对于需要胆固醇来存活(例如维持膜完整性和/或其它功能)的细胞，限制胆固醇流入细胞内的量可杀伤所述细胞。因此，这样的纳米结构可用于治疗涉及或需要减少细胞增殖或杀伤细胞的疾病或病症。在一些实施方案中，可用于治疗涉及减少细胞增殖和/或诱导杀伤细胞的疾病或病症的结构可包含蛋白质(例如载脂蛋白)在其表面上或包埋入结构的壳中。但是在其它实施方案中，这类蛋白质无需存在于壳上或之中来使得所述结构用于治疗涉及减少细胞增殖和/或诱导杀伤细胞的疾病或病症。
在一组特定实施方案中，结构10，无论包括纳米结构核或空核，被构建或设置成掩蔽胆固醇(和/或其它脂质)。无意受理论所限，假设结构10通过与结构疏水层(例如脂质双层)的疏水性相互作用来掩蔽胆固醇。例如，在一些情况中，胆固醇可通过疏水相互作用结合到所述结构表面(例如壳的外表面)。在一些情况中，所述胆固醇可从壳的外表面被转运到壳的内表面和/或所述结构的核。所述胆固醇也可被包埋在壳中，例如在壳的两层之间。可选地，结构10可包括一种或多种载脂蛋白(例如载脂蛋白A1)、蛋白质或肽，其可有助于胆固醇的掩蔽。结构10还可通过从细胞或从其它循环脂蛋白种类除去胆固醇和磷脂来掩蔽胆固醇。被结构10掩蔽的胆固醇可以通过酶促酯化(例如由卵磷脂:酰基CoA转移酶(LCAT))来形成胆固醇酯，后者可向所述结构的中心迁移。在空核实施方案的情况下，所述胆固醇酯可聚积在空核中。在一些实施方案中，这类和其它结构可用于控制胆固醇外流出细胞。
如本文所述，所述纳米结构可用于控制细胞中的胆固醇代谢。例如，在一些情况中，所述纳米结构可用于控制细胞(例如癌细胞如具有SR-B1的那些、B细胞淋巴瘤细胞、非霍奇金淋巴瘤细胞、黑素瘤细胞和/或其它)中胆固醇流入和胆固醇流出中的一种或多种。在一些实施方案中，所述纳米结构可用于增加胆固醇外流出细胞，例如相对于类似大小、形状和/或表面化学的天然HDL颗粒而言。胆固醇流出可增加例如至少1％，至少3％，至少5％，至少7％，至少10％，至少15％，至少20％，至少30％，至少40％，至少60％，至少80％，或在一些实施方案中至少100％。其它范围也是可能的。在其它情况中，所述纳米结构可用于减少胆固醇外流出细胞。在其它实施方案中，所述纳米结构可用于减少胆固醇流入细胞内，例如相对于类似大小、形状和/或表面化学的天然HDL颗粒而言。胆固醇流入可减少例如至少1％，至少3％，至少5％，至少7％，至少10％，至少15％，至少20％，至少30％，至少40％，至少60％，至少80％，或在一些实施方案中至少100％。其它范围也是可能的。在其它情况中，所述纳米结构可用于增加胆固醇流入细胞内。在其它实施方案中，所述纳米结构可用于控制胆固醇流出和/或流入，其量足以使细胞显著停止增殖和/或杀伤细胞。
但是在其它方案中，本文所述的纳米结构不被构建和设置成掩蔽胆固醇。
在某些实施方案中，所述结构可被细胞(例如癌细胞)内吞，从而局限到细胞内。在其它实施方案中，所述结构保持在细胞之外。所述结构既在细胞之内也在细胞之外也是可能的。
在一些实施方案中，本文所述的纳米结构可从高浓度胆固醇掩蔽胆固醇并直接或间接将其转移到肝脏。例如，通过胆固醇直接流出到本文所述结构之中或之上可将胆固醇从高浓度胆固醇区域掩蔽。在一些这类实施方案中，被所述结构掩蔽的胆固醇被所述结构直接转运到肝脏。在其它实施方案中，其它循环脂蛋白种类(例如LDL)可参与胆固醇交换。例如，在一些情况中，游离胆固醇或酯化胆固醇从其它脂蛋白转移到本文所述的结构。在其它情况中，一旦游离胆固醇或酯化胆固醇被本文所述的结构掩蔽，所述胆固醇可从所述结构转移到其它脂蛋白种类，后者可最终终结于肝脏。因此，在这类实施方案中，本文所述的结构可间接改变或增强反向胆固醇转运。此外，在游离胆固醇或酯化胆固醇被从本文所述结构掩蔽到其它脂蛋白种类的情况中，所述结构可进一步从例如高胆固醇含量的区域、循环脂蛋白或其它高胆固醇浓度的生理部位掩蔽胆固醇。但是应该理解，本文所述的结构可通过其它途径除去胆固醇和/或其它分子，例如通过尿，本发明在这方面不受限制。
被本文所述的结构和/或组合物掩蔽的分子(例如胆固醇或其它脂质)的量可取决于例如所述结构的大小、颗粒的生物学和表面化学、以及施用方法。例如，如果所述结构从外周无限循环入肝脏并离开，每个结构只需掩蔽相对少的胆固醇分子就可使所述组合物有效，因为所述结构被循环再利用。另一方面，如果将组合物用作例如口服的胆固醇或胆盐结合树脂，则每个结构可掩蔽较大数目的胆固醇来增加胆固醇摄取。另外，如果所述结构的大小使得它们在掩蔽胆固醇后被迅速排泄(例如通过肝脏或尿)，则可使每个结构高摄取胆固醇，和/或实施连续输注。由此，本文描述的单一结构，其可引入药物组合物或其它制剂，在使用过程中可以能够掩蔽任何合适数目的特性类型的分子(例如脂质如胆固醇；甾体如雌激素、孕酮和睾酮；胆盐等)，例如至少2个，至少5个，至少10个，至少20个，至少30个，至少50个，至少100个，至少200个，至少500个，至少1000个，至少2000个，至少5000个，或至少10000个分子，这可取决于所述结构的大小(例如表面积和/或体积)、特定应用和施用方法。在一些情况中，这样数目的分子可在一个特定情形下结合到所述结构。
在一些情况中，单一结构具有胆固醇结合常数Kd为例如小于或等于大约100μM，小于或等于大约10μM，小于或等于大约1μM，小于或等于大约0.1μM，小于或等于大约10nM，小于或等于大约7nM，小于或等于大约5nM，小于或等于大约2nM，小于或等于大约1nM，小于或等于大约0.1nM，小于或等于大约10pM，小于或等于大约1pM，小于或等于大约0.1pM，小于或等于大约10fM，或小于或等于大约1fM。确定胆固醇掩蔽量和结合常数的方法在下面更详细提供。
在某些特定实施方案中，被本文所述的结构掩蔽的分子使得所述结构大小(例如横截面积、表面积和/或体积)增长，例如取决于掩蔽的分子数目。所述分子可与结构表面缔合，包埋在结构的壳中，转运到结构的核，或其组合，如本文所述。由此，在一些实施方案中自掩蔽之前的时间与掩蔽之后/期间相比，结构大小(例如横截面积、表面积和/或体积)可增加至少5％，至少10％，至少20％，至少30％，至少50％，至少70％，或至少100％。
但是，应该理解，尽管在此许多实施方案就掩蔽胆固醇或其它脂质进行描述，本发明不限于此，本文所述的结构、组合物、试剂盒和方法可用于掩蔽其它分子和/或预防、治疗或管理其它疾病或机体病症。
核16，无论是纳米结构核或空核，可具有任何合适的形状和/或大小。例如，所述核可以是大体上球形、非球形、椭圆、杆状、锥体、立方样、盘状、线状或不规则形状的。所述核(例如纳米结构核或空核)可具有最大横截面尺寸(或有时最小横截面尺寸)为例如小于或等于大约500nm，小于或等于大约250nm，小于或等于大约100nm，小于或等于大约75nm，小于或等于大约50nm，小于或等于大约40nm，小于或等于大约35nm，小于或等于大约30nm，小于或等于大约25nm，小于或等于大约20nm，小于或等于大约15nm，或小于或等于大约5nm。在一些情况中，所述核具有长宽比为大于约1：1，大于约3：1，或大于约5：1。如本文所用，“长宽比”指长度与宽度之比，其中长度和宽度彼此垂直测量，且长度指最长的直线测量的尺寸。
在核16包括纳米结构核的实施方案中，所述纳米结构核可以由任何合适的材料形成。在一些实施方案中，所述核由合成材料(例如非天然发生或天然存在于体内的材料)形成。在一个实施方案中，纳米结构核包含无机材料或由其形成。所述无机材料可包括例如金属(例如Ag,Au,Pt,Fe,Cr,Co,Ni,Cu,Zn和其它过渡金属)、半导体(例如硅、硅化合物和合金、硒化镉、硫化镉、砷化铟和磷化铟)或绝缘体(例如陶瓷如二氧化硅)。所述无机材料可以任何合适的量存在于核中，例如至少1wt％，5wt％，10wt％，25wt％，50wt％，75wt％，90wt％，或99wt％。在一个实施方案中，所述核由100wt％无机材料形成。所述纳米结构核可以在一些情况中为量子点、碳纳米管、碳纳米线或碳纳米棒的形式。在一些情况中，所述纳米结构核包含非生物来源的材料或由其形成。在一些实施方案中，纳米结构包括一种或多种有机材料如合成聚合物和/或天然聚合物或由其形成。合成聚合物的实例包括非降解性聚合物如聚甲基丙烯酸酯和可降解性聚合物如聚乳酸、聚乙醇酸及其共聚物。天然聚合物的实例包括透明质酸、壳聚糖和胶原。
结构10，其可包括围绕核16的壳20，也可具有任何合适的形状和/或大小。例如，结构可具有大体上球形、椭圆、杆状、锥体、立方样、盘状或不规则形的形状。结构的最大横截面尺寸(或有时最小横截面尺寸)可以是例如小于或等于大约500nm，小于或等于大约250nm，小于或等于大约100nm，小于或等于大约75nm，小于或等于大约50nm，小于或等于大约40nm，小于或等于大约35nm，小于或等于大约30nm，小于或等于大约25nm，小于或等于大约20nm，小于或等于大约15nm，或小于或等于大约5nm。所述结构也可具有大体上类似于核长宽比的长宽比。
此外，结构的壳可具有任何合适的厚度。例如，壳厚度可以是至少10埃，至少0.1nm，至少1nm，至少2nm，至少5nm，至少7nm，至少10nm，至少15nm，至少20nm，至少30nm，至少50nm，至少100nm，或至少200nm(例如从壳的内表面到外表面)。在一些情况中，壳厚度小于200nm，小于100nm，小于50nm，小于30nm，小于20nm，小于15nm，小于10nm，小于7nm，小于5nm，小于3nm，小于2nm，或小于1nm(例如从壳的内表面到外表面)。如本文所述这种厚度可在掩蔽分子之前或之后测定。
本领域普通技术人员熟悉测定结构和颗粒大小的技术。合适技术的实例包括动态光散射(DLS)(例如使用Malvern Zetasizer仪器)、透射电镜、扫描电镜、电阻计数(electroresistance counting)和激光衍射。其它合适的技术是本领域普通技术人员所知晓的。尽管已知多种测定纳米结构大小的方法，本文所述的大小(例如最大或最小横截面尺寸、厚度)指通过动态光散射测量的大小。
本文所述结构的壳可包含任何合适的材料，如疏水材料、亲水材料和/或两亲材料。尽管壳可包括一种或多种无机材料如以上对纳米结构核列出的那些，在许多实施方案中壳包括有机材料如脂质或某些特定聚合物。壳的组分在一些实施方案中可被选择来促进对胆固醇或其它分子的掩蔽。例如，胆固醇(或其它被掩蔽的分子)可与壳表面结合或以其它方式缔合，或壳可包括允许胆固醇被所述结构内在化的组分。胆固醇(或其它被掩蔽的分子)还可被包埋在壳中，在形成壳的层中或两层之间。
壳组分可带电荷，例如赋予结构表面以电荷，或不带电荷。在一些实施方案中，壳表面可具有的电动电势(界面动电势)大于或等于大约-75mV，大于或等于大约-60mV，大于或等于大约-50mV，大于或等于大约-40mV，大于或等于大约-30mV，大于或等于大约-20mV，大于或等于大约-10mV，大于或等于大约0mV，大于或等于大约10mV，大于或等于大约20mV，大于或等于大约30mV，大于或等于大约40mV，大于或等于大约50mV，大于或等于大约60mV，或大于或等于大约75mV的电动电势。壳表面可具有小于或等于大约75mV，小于或等于大约60mV，小于或等于大约50mV，小于或等于大约40mV，小于或等于大约30mV，小于或等于大约20mV，小于或等于大约10mV，小于或等于大约0mV，小于或等于大约-10mV，小于或等于大约-20mV，小于或等于大约-30mV，小于或等于大约-40mV，小于或等于大约-50mV，小于或等于大约-60mV，或小于或等于大约-75mV。其它范围也是可能的。上述范围的组合也是可能的(例如大于或等于大约-60mV并且小于或等于大约-20mV)。如本文所述，壳的表面电荷可通过改变壳的表面化学和组分来定制。
在一组实施方案中，本文所述的结构或其部分如结构的壳包括一种或多种天然或合成的脂质或脂质类似物(即亲脂分子)。一种或多种脂质和/或脂质类似物可形成结构的单层或多层(例如双层)。在形成多层的一些情况中，所述天然或合成的脂质或脂质类似物相间交错(例如在不同层之间)。天然或合成脂质或脂质类似物的非限定性实例包括脂肪酰、甘油脂、甘油磷脂、鞘脂类、糖脂和聚酮化合物(源自酮脂酰亚基的缩合)和甾醇脂类及异戊烯醇(prenol)脂类(源自异戊二烯亚基的缩合)。
在一组特定实施方案中，本文所述结构包括一种或多种磷脂。所述一种或多种磷脂可包括例如磷脂酰胆碱、磷脂酰甘油、卵磷脂、β，γ-二棕榈酰-α-卵磷脂、鞘磷脂、磷脂酰丝氨酸、磷脂酸、N-(2，3-二(9-(Z)-十八烯基氧))-丙-1-基-N，N，N-三甲基氯化铵、磷脂酰乙醇胺、溶血卵磷脂、溶血磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、脑磷脂、心磷脂、脑苷脂、双十六烷基磷酸、二油酰磷脂酰胆碱、二棕榈酰磷脂酰胆碱、二棕榈酰磷脂酰甘油、二油酰磷脂酰甘油、棕榈酰-油酰-磷脂酰胆碱、二硬脂酰磷脂酰胆碱、硬脂酰-棕榈酰-磷脂酰胆碱、二棕榈酰-磷脂酰乙醇胺、二硬脂酰-磷脂酰乙醇胺、二肉豆蔻酰-磷脂酰丝氨酸、二油酰-磷脂酰胆碱、1,2-二棕榈酰-sn-甘油基-3-磷酸巯基乙醇(phosphothioethanol)及其组合。在一些情况中，结构的壳(例如双层)包括50-200个天然或合成脂质或脂质类似物(例如磷脂)。例如，壳可包括少于大约500、少于大约400、少于大约300、少于大约200或少于大约100个天然或合成脂质或脂质类似物(例如磷脂)，例如取决于结构的大小。
也可使用不含磷的脂质，如硬脂酰胺、十二烷胺、乙酰棕榈酸酯和脂肪酸酰胺。在其它实施方案中，其它脂质如脂肪、油、蜡、胆固醇、甾醇、脂溶性维生素(例如维生素A、D、E和K)、甘油酯(例如单甘酯、双甘酯、甘油三酯)可用于形成本文所述结构的部分。
本文所述结构的部分如纳米结构的壳或表面可任选地包括一种或多种烷基基团，例如含烷、烯或炔的种类，其可选地赋予所述结构以疏水性。“烷基”基团指饱和脂族基团，包括直链烷基、支链烷基、环烷(脂环)基、烷基取代的环烷基和环烷基取代的烷基。所述烷基可具有多种不同的碳原子数，例如C2和C40之间，在一些实施方案中可大于C5、C10、C15、C20、C25、C30或C35。在一些实施方案中，直链或支链烷基可在其主链具有30或更少的碳原子，一些情况中20或更少。在一些实施方案中，直链或支链烷基可在其主链具有12或更少的碳原子(例如直链C1-C12，支链C3-C12)，6或更少，或者4或更少。同样地，环烷基在其环结构中可具有3-10个碳原子，或在环结构中有5、6或7个碳。烷基基团的实例包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、环丙基、丁基、异丁基、叔丁基、环丁基、己基、环己基等。
所述烷基基团可包括任何合适的端基，例如巯基、氨基(例如未取代或取代的胺)、酰胺基团、亚胺基团、羧基或硫酸基团，所述端基可例如允许配体直接或经由连接体附着到纳米结构核。例如，当使用惰性金属形成纳米结构核时，烷基种类可包括巯基来形成金属-巯基键。在一些情况下，所述烷基种类包括至少第二个端基。例如，所述种类可结合到亲水部分如聚乙二醇。在其它实施方案中，所述第二个端基可以是可共价附着到另一个官能团的反应性基团。在一些情况下，所述第二个端基可参与配体/受体相互作用(例如生物素/链霉抗生物素)。
在一些实施方案中，所述壳包括聚合物。例如可使用两亲聚合物。所述聚合物可以是二嵌段共聚物、三嵌段共聚物等，例如其中一个嵌段是疏水性聚合物而另一个嵌段是亲水性聚合物。例如，所述聚合物可以是α-羟基酸(例如乳酸)与聚乙二醇的共聚物。在一些情况中，壳包括疏水聚合物，诸如可包括某些丙烯酸树脂、酰胺和亚酰胺、碳酸酯、二烯、酯、醚、碳氟化合物、烯烃、苯乙烯类、醋酸乙烯酯类、氯乙烯和偏二氯乙烯类、乙烯酯类、乙烯醚类和乙烯酮类、和乙烯基吡啶类及乙烯吡咯烷酮类聚合物的聚合物。在其它情况中，壳包括亲水聚合物，诸如包括某些丙烯酸树脂、胺、醚、苯乙烯类、乙烯酸类和乙烯醇类的聚合物。所述聚合物可带电荷或不带电荷。如本文所记载的，可以选择壳的特定组分以赋予所述结构以某些特定功能。
当壳包括两亲材料时，所述材料可相对于纳米结构核和/或彼此而言以任何适宜方式排布。例如，所述两亲材料可包括指向核的亲水基团和伸离核的疏水基团，或者所述两亲材料可包括指向核的疏水基团和伸离核的亲水基团。也可形成每种构型的双层结构。
本文所述结构还可包括一种或多种蛋白质、多肽和/或肽(例如合成肽、两亲性肽)。在一组实施方案中，所述结构包括可增加所述结构的胆固醇转移速率或胆固醇携带能力的蛋白质、多肽和/或肽。所述一种或多种蛋白质或肽可与核(例如核表面或包埋在核中)、壳(例如壳的内和/或外表面，和/或包埋在壳中)或两者缔合。所述缔合可包括共价或非共价相互作用(例如疏水和/或亲水相互作用、静电相互作用、范德华相互作用)。
可与本文所述结构缔合的合适蛋白质的一个实例是载脂蛋白，如载脂蛋白A(例如apo A-I、apo A-II、apo A-IV和apo A-V)、载脂蛋白B(例如apo B48和apo B100)、载脂蛋白C(例如apo C-I、apoC-II、apo C-III和apo C-IV)以及载脂蛋白D、E和H。具体而言，apo A1、apo A2和apo E促进胆固醇和胆固醇酯转移到肝脏进行代谢并可用于包括在本文所述结构中。此外或备选地，本文所述结构可包括诸如上述的载脂蛋白的一种或多种肽类似物。结构可包括任何合适数目的载脂蛋白或其类似物，例如至少1、2、3、4、5、6或10个。在某些特定实施方案中，结构包括1-6个载脂蛋白，类似于天然存在的HDL颗粒。当然，其它蛋白质(例如非载脂蛋白)也可包括在本文所述结构中。
任选地，一种或多种酶也可与本文所述结构缔合。例如，卵磷脂胆固醇酰基转移酶是一种将游离胆固醇转化为胆固醇酯(胆固醇的更疏水形式)的酶。在天然存在的脂蛋白(例如HDL和LDL)中，胆固醇酯被掩蔽到脂蛋白的核中，并使得所述脂蛋白由盘状变成球形。由此，本文所述结构可包括卵磷脂胆固醇酰基转移酶来模拟HDL和LDL结构。也可包括其它酶如将酯化胆固醇从HDL转移到LDL种类的胆固醇酯转移蛋白(CETP)。
在一些实施方案中，本文所述纳米结构可在不存在任何生物活性剂的情况下具有治疗作用。例如，在一些实施方案中，用于治疗癌症的纳米结构或其组合物不包括任何抗癌药物(例如化疗剂)，而可仍然有效治疗癌细胞(例如杀伤癌细胞)。但是应该理解，本文所述纳米结构和组合物不受此限制，在其它情况中，一种或多种生物活性剂可与本文所述纳米结构或组合物缔合。如果存在，所述一种或多种生物活性剂可任选地从所述结构或组合物释放(例如长期或短期释放)。生物活性剂包括影响生物系统的分子，且包括例如蛋白质、核酸、治疗剂、维生素及其衍生物、病毒级分、脂多糖、细菌级分和激素。其它有兴趣的活性剂可包括化疗剂，其用于对癌症患者的治疗和处理。这类分子通常表征为抗增殖剂、细胞毒性剂和免疫抑制剂，且包括诸如紫杉醇、阿霉素、道诺霉素、长春花生物碱、放线菌素和依托泊苷的分子。
生物活性剂的其它实例包括心血管药物、呼吸系统药物、拟交感药物、拟胆碱药物、肾上腺素能药物或肾上腺素能神经元阻断药物、止痛剂/解热剂、麻醉剂、平喘药、抗生素、抗抑郁药、抗糖尿病药、抗真菌剂、抗高血压药、抗炎剂(例如糖皮质激素如强的松)、核酸种类(例如对抗炎性介质的反义和siRNA种类)、抗肿瘤剂、抗焦虑剂、免疫抑制剂、免疫调节剂、抗偏头痛剂、镇静剂/催眠剂、抗心绞痛剂、抗精神病药、抗躁狂剂、抗心律失常药物、抗关节炎剂、抗痛风剂、抗凝剂、溶栓剂、抗纤维蛋白溶解剂、血液流变学药剂、抗血小板药剂、抗痉挛药、抗帕金森药、抗组胺药/抗瘙痒剂、用于钙调节的药剂、抗菌剂、抗病毒剂、抗微生物剂、抗感染剂、支气管扩张剂、降血糖药、降血脂药、用于刺激红细胞生成的药剂、抗溃疡药/抗反流药、止恶心药/止吐药以及油溶性维生素、胆固醇药物(例如他汀类如立普妥、辛伐他汀，其已知可降低胆固醇水平)或其组合。
在一些实施方案中，一种或多种核酸与本文所述结构缔合。核酸包括可变长度的任何双链或单链脱氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RNA)。核酸包括有义和反义链。核酸类似物如硫代磷酸类、磷酰胺类(phosphoramidates)、膦酸酯类似物也被认为是核酸并可使用。核酸还包括染色体和染色体片段。
一种或多种糖残基可任选地与本文所述结构缔合。
在一些实施方案中，本文所述纳米结构可在不存在对一个或多个特定靶位点特异性的一种或多种配体或受体的情况下靶向特异性位点(例如特异性细胞和/或组织如癌性细胞和/或组织)。例如，在一些实施方案中，用于治疗癌症的纳米结构或其组合物在纳米结构自身上不包括任何特异性受体，而可仍然有效靶向和/或治疗癌细胞(例如减少癌细胞增殖和/或杀伤癌细胞)。所述纳米结构由于纳米结构自身构建可特异性靶向特定位点(例如癌细胞)，例如事实上所述纳米结构在大小、形状和/或表明化学方面模拟天然HDL。但是应该领会，本文所述纳米结构和组合物不受此限制，在其它情况中，所述纳米结构可包括一种或多种特异性针对一个或多个特定靶位点的配体或受体。例如，本文所述结构可包括针对在有待靶向的位点表面表达的受体的配体(或配体的受体)。特异性表面组分的实例包括抗体(包括抗体片段和衍生物)、特异性细胞表面标记、小分子(例如叶酸)和核酸适配体(即能特异性结合特异性靶分子如生物部分(例如RNA适体和DNA适体)的核酸)。此外，本文所述结构的蛋白质组分可被修饰并用作靶向分子，例如Apo E或Apo A1。所述结构还可包括某些基团(例如脱唾液酸(asialo)基团)来靶向特异性小分子。
在其它实施方案中，本文所述纳米结构可由于存在一种或多种特异性针对一个或多个特定靶位点的配体或受体(例如载脂蛋白如Apo-A1)和因所述纳米结构自身构建(例如事实上所述纳米结构在大小、形状和/或表面化学方面模拟天然HDL)而靶向特异性位点(例如特异性细胞和/或组织如癌性细胞和/或组织)。在一些这样的实施方案中，不包括一种或多种特异性针对一个或多个特定靶位点的配体或受体的等同纳米结构可在一定程度上有效治疗癌细胞(例如其可减少癌细胞增殖和/或杀伤癌细胞至第一程度)。当将靶向配体添加到所述纳米结构时，则所述纳米结构可更有效治疗癌细胞，例如其可减少癌细胞增殖和/或杀伤癌细胞至大于第一程度的第二程度。在一些实施方案中，第二程度可比第一程度大至少5％、至少10％、至少15％、至少20％、至少25％、至少30％、至少40％、至少60％或至少80％。
在一些实施方案中，本文所述纳米结构可包括仅仅单一类型的特异性针对一个或多个特定靶位点的配体或受体(例如载脂蛋白如Apo-A1)而非任何其它类型的特异性针对一个或多个特定靶位点的配体或受体，所述纳米结构有待施用于并靶向上述特定靶位点。
在一些实施方案中，本文所述纳米结构不特异性靶向癌细胞，而还可在一定程度上针对非癌细胞。在一些实施方案中，所述纳米结构可用于杀伤癌细胞，或以其它方式减少癌细胞增殖，而对非癌细胞(例如正常/外周人淋巴细胞和/或来自内皮或肝脏天然靶向HDL并介导胆固醇流通的细胞)没有实质性的有害作用。在一些实施方案中，本文所述纳米结构对不表达SR-B1的细胞没有实质性的有害作用。在其它实施方案中，本文所述纳米结构对表达SR-B1但非癌性的细胞(例如来自内皮或肝脏天然靶向HDL并介导胆固醇流通的细胞)没有实质性的有害作用。
在一组实施方案中，本文所述结构、组合物和方法用于诊断、预防、治疗或处理与异常脂质水平相关的疾病或机体病症。例如，高密度脂蛋白是对发生动脉粥样硬化及所导致疾病如心脏疾病和中风有保护作用的动态血清纳米结构。通过施用某些本文所述组合物和方法，如包括模拟天然存在的HDL的结构的那些，可以增加循环血清HDL水平(例如低HDL水平)。这可提供有希望的治疗途径来例如通过改变或增强反向胆固醇转运来预防和潜在逆转动脉粥样硬化。在其它实施方案中，本文所述结构可用于与HDL直接竞争如HDL的类似细胞表面配体。
在其它实施方案中，本文所述的组合物和方法可用于降低LDL水平(例如降低高LDL水平)或暂时增加LDL水平，例如通过使用模拟天然存在的LDL的结构。此外，在某些特定实施方案中，对与异常脂质水平有关的疾病或机体病症的诊断、预防、治疗或处理可涉及使用本文所述的结构、组合物和方法来通过改变胆固醇在机体中的流通和流出机体而(例如直接或间接地)改变或增强反向胆固醇转运。
其它可受益于本文所述结构和/或组合物的与异常脂质水平相关的疾病或机体病症包括例如动脉粥样硬化、静脉硬化或其中在静脉内膜或内介质(inner media)内形成含胆固醇或其它物质的斑块沉积的任何静脉病症、急性冠状动脉综合征、心绞痛包括稳定性心绞痛、不稳定性心绞痛；炎症、脓毒症、血管炎症、皮肤炎症、充血性心衰、冠心病(CHD)、室性心律失常、外周血管病、心肌梗塞、致命性心肌梗塞发作、非致命性心肌梗塞、缺血、心血管缺血、一过性缺血发作、与心血管疾病无关的缺血、缺血再灌注损伤、对血管再生需求减少、凝血障碍、血小板减少症、深静脉血栓形成、胰腺炎、非酒精性脂肪性肝炎、糖尿病性神经病、视网膜病变、痛性糖尿病性神经病、跛行、牛皮癣、严重肢体缺血、阳痿、血脂异常、高血脂症、高脂蛋白血症、低α脂蛋白血症、高甘油三酯血症、导致缺血性病变的任何狭窄性病症、肥胖、糖尿病(包括I型和II型)、干皮病鱼鳞癣(ichtyosis)、中风、易损斑块、下肢溃疡形成、严重冠脉缺血、淋巴瘤、白内障、内皮功能障碍、黄瘤、终末器官功能障碍、血管疾病、由吸烟和糖尿病造成的血管疾病、颈动脉和冠状动脉疾病、已形成斑块的退缩(regressand shrink established plaques)、不稳定斑块、薄弱的血管内膜、不稳定的血管内膜、内皮损伤、由手术操作造成的内皮破坏、与血管疾病相关的病态、动脉腔内溃疡形成、球囊血管成形术导致的再狭窄、蛋白质贮存疾病(例如阿尔兹海默氏病、朊病毒病)、止血疾病(例如血栓形成、血栓形成倾向、弥散性血管内凝血、血小板减少症、肝素诱导的血小板减少症、血栓性血小板减少性紫癜)、风湿性疾病(例如多发性硬化、系统性红斑狼疮、干燥综合征、多肌炎/皮肌炎、硬皮病)、神经性疾病(例如帕金森病、阿尔兹海默氏病)及其亚适应症(subindication)。
本文所述的结构、组合物和方法可诊断、预防、治疗或处理与异常脂质水平相关的疾病或机体病症，通过例如降低甘油三酯水平、增加或降低其它脂质水平、增加斑块稳定性或减少斑块破裂可能性、增加或减少血管扩张、治疗或预防炎症、治疗或预防炎性疾病或炎性反应、强化或稳定平滑肌和血管内膜、刺激胞外胆固醇外流以转运到肝脏、调节免疫应答、从动脉粥样硬化斑块动员胆固醇以及修饰在其中组成和/或功能修饰将会有利的任何膜、细胞、组织、器官和胞外区域和/或结构。在某些特定实施方案中，本文所述诊断、预防、治疗或处理与异常脂质水平相关的疾病或机体病症的结构可用于与天然脂蛋白直接竞争类似的细胞表面配体(例如SR-B1、HBP/警醒素(vigilin))。
在一些实施方案中，本文所述结构可通过改变(例如增加或减少)细胞胆固醇流通(例如流出和流入)用于诊断、预防、治疗或处理疾病或机体病症。诊断、预防、治疗或处理与异常脂质水平相关的疾病或机体病症的方法可涉及例如向受试对象施用治疗有效量的包含本文所述合成结构的组合物，所述合成结构包含纳米结构核和围绕并附着到纳米结构核的壳，以及用所述合成结构改变受试对象中的细胞胆固醇流通。如本文所述，改变细胞胆固醇流通可涉及所述结构或结构的组分与一种或多种调节胆固醇转运的细胞表面受体(例如SR-B1、ABCA1和/或ABCG1)结合。所述与异常脂质水平相关的疾病或机体病症可包括上面列出的那些，如炎症、免疫系统调节等。
应该理解，本文所述的组分，如上述的脂质、磷脂、烷基基团、聚合物、蛋白质、多肽、肽、酶、生物活性剂、核酸和靶向种类(其可以是可选存在的)，可以任何适宜方式且与结构的任何适宜部分(例如核、壳或两者)与所述结构缔合。例如，一种或多种这样的组分可与核表面、核内部、壳内表面、壳外表面缔合和/或包埋在壳中。此外，这样的组分在一些实施方案中可用于促进材料(例如蛋白质、肽、多肽、核酸、营养物)从受试对象的一种或多种组成部分(例如细胞、组织、器官、颗粒、液体(例如血液)及其部分)向本文所述结构和/或从所述结构向所述受试对象的一种或多种组成部分的掩蔽、交换和/或转运。在一些情况中，所述组分具有允许与所述来自受试对象的一种或多种材料进行有利的相互作用(例如结合、吸附、转运)的化学和/或物理特性。
此外，本文所述的组分，如上述的脂质、磷脂、烷基基团、聚合物、蛋白质、多肽、肽、酶、生物活性剂、核酸和靶向种类，可在向受试对象或生物样品施用之前和/或向受试对象或生物样品施用之后与本文所述结构缔合。例如，在一些情况中本文所述结构包括核和壳，其在体内或体外施用，所述结构在从受试对象或生物样品掩蔽一种或多种组分(例如载脂蛋白)后具有更大的治疗作用。即所述结构在施用之后可使用来自受试对象或生物样品的天然组分来增加所述结构的效力。
多种方法可用于制作本文所述的纳米结构。方法实例提供在2009年4月24日提交的标题为“适于掩蔽胆固醇和其它分子的纳米结构”的国际专利公开No.WO/2009/131704中，其全部内容通过引用并入本文用于一切目的。
在一些实施方案中，由于本文所述结构可通过使用充当模板(例如核)的纳米结构来形成，并且由于某些纳米结构可提供(例如制备或购买)成具有相对高的大小、形状和质量均一性，本文所述结构也可具有相对高的大小、形状和质量均一性。即，可以形成相对均一结构的混合物，其中所述结构的横截面尺寸分布使得不超过大约20％、15％、10％或5％的结构具有大于平均横截面尺寸约20％、15％、10％或5％的横截面尺寸。具有相对高均一性的结构可用于本文所述某些组合物中。
此外，本文所述结构的分散体可用于本文所述某些组合物和方法中。
在一些情况中，所述结构可包括或被用作造影剂。例如所述结构的纳米结构核可包含适于用作造影剂的材料(例如金、氧化铁、量子点、放射性核素等)。在其它实施方案中，壳可包括造影剂。例如，纳米颗粒或其它合适的造影剂可包埋在壳的脂质双层中，或与壳的内或外表面缔合。造影剂可用于强化本领域技术人员已知的多种成像方法如MRI、X线、PET、CT等。
在其它实施方案中，将组合物引入受试对象或生物样品，并且将所述组合物中的结构和/或受试对象或生物样品暴露于可确定受试对象或生物样品的疾病或病症的测定条件。至少一部分所述结构可从受试对象或生物样品中取出，并可对取出的结构进行测定。可对所述结构测定与所述结构结合或以其它方式被所述结构掩蔽的分子的量和/或类型。例如，在一组实施方案中，进行竞争测定，例如其中加入标记的胆固醇并监测胆固醇的置换。测量到标记胆固醇摄取越多，则存在结合的未标记游离胆固醇越少。这可以在例如将包含本文所述结构的组合物施用于受试对象或生物样品并随后将所述结构从受试对象或生物样品取出之后进行。该方法可用于例如所述结构被用作诊断剂来看其在受试对象或生物样品中掩蔽了多少胆固醇(未标记的)。
其它方法也可用于测定被本文所述结构掩蔽的胆固醇量。在一些情况中，可使用标记的胆固醇(例如荧光标记的胆固醇如NBD-胆固醇，或放射性胆固醇)。可将标记的胆固醇在体外或体内加入所述结构。通过加入不含标记胆固醇的结构并测定结合后的荧光增加，可以计算标记胆固醇与所述结构的结合常数。此外，要从所述结构除去胆固醇，可以溶解颗粒(例如KCN)然后测量溶液中所产生的荧光。与标准曲线相比可确定每个颗粒的胆固醇分子数。其它方法如有机提取和定量质谱也可用于计算被一个或多个本文所述结构掩蔽的胆固醇的量。
如本文所述，本发明的结构可用在“药物组合物”或“药学可接受的”组合物中，其包含治疗有效量的一种或多种本文所述结构，与一种或多种药学可接受的载体、添加剂和/或稀释剂一起配制。本文所述的药物组合物可用于治疗癌症或其它病症。在一些情况中，本文所述的药物组合物可用于杀伤癌细胞。癌症和癌细胞的实例包括具有B-I型清道夫受体(SR-B1)的那些、B细胞淋巴瘤细胞、非霍奇金淋巴瘤细胞、黑素瘤细胞和/或其它。应该理解，本文所述的任何合适结构都可用在这样的药物组合物中，包括结合附图所述的那些。在一些情况中，药物组合物中的所述结构具有包含无机材料的纳米结构核并且大体上围绕并附着到纳米结构核的壳。在一些实施方案中，所述结构可被改造成适于控制感兴趣细胞中的胆固醇代谢，如胆固醇流入细胞内和流出细胞外。
所述药物组合物可特别配制成以固体或液体形式施用，包括适于以下的形式：口服，例如灌药(水性或非水性溶液或混悬液)，片剂，例如针对口腔含化、舌下和全身吸收的那些，大丸药，粉剂，颗粒剂，应用于舌的糊剂；肠胃外给药，例如通过皮下、肌内、静脉内或硬膜外注射，作为例如无菌溶液或混悬液，或持续释放制剂；局部应用，例如作为乳霜、油膏或控释贴剂或应用于皮肤、肺或口腔的喷剂；阴道内或直肠内，例如作为阴道栓、乳霜或泡沫；舌下；经眼；经皮；或经鼻、肺及其它粘膜表面。
短语“药学可接受”在本文用于指在合理医学判断范围内适用于与人体和动物组织接触而无过度毒性、刺激、过敏反应或其它问题或并发症、与合理效益/风险比相称的那些结构、材料、组合物和/或剂型。
如本文所用的短语“药学可接受的载体”意指药学可接受的材料、组合物或介质，如液体或固体填料、稀释剂、赋形剂或溶剂包封材料，其涉及将主题化合物从一个器官或机体部分携带或转运到另一个器官或机体部分。每一种“载体”必须是“可接受的”，其含义是与制剂的其它成分相容且对患者没有伤害。一些可充当药学可接受载体的材料实例包括：糖类，如乳糖、葡萄糖和蔗糖；淀粉，如玉米淀粉和马铃薯淀粉；纤维素及其衍生物如羧甲基纤维素钠、乙基纤维素和醋酸纤维素；粉状黄芪胶；麦芽；明胶；滑石；赋形剂，如可可脂和栓剂蜡；油，如花生油、棉籽油、红花油、芝麻油、橄榄油、玉米油和大豆油；二醇类，如丙二醇；多元醇，如甘油、山梨醇、甘露醇和聚乙二醇；酯类，如油酸乙酯和月桂酸乙酯；琼脂；缓冲剂，如氢氧化镁和氢氧化铝；藻酸；无热原水；等渗盐水；林格氏溶液；乙醇；pH缓冲溶液；聚酯、聚碳酸酯和/或聚酐；和其它用于药物制剂的无毒相容物质。
润湿剂、乳化剂和润滑剂，如十二烷基硫酸钠和硬脂酸镁，以及着色剂、释放剂、包衣剂、甜味剂、调味剂和增香剂，防腐剂和抗氧化剂，也可存在于组合物中。
药学可接受的抗氧化剂实例包括：水溶性抗氧化剂，如抗坏血酸、半胱氨酸盐酸盐、硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠等；油溶性抗氧化剂，如抗坏血酸棕榈酸酯、叔丁基羟基茴香醚(BHA)、丁羟甲苯(BHT)、卵磷脂、没食子酸丙酯、α生育酚等；和金属螯合剂，如柠檬酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、山梨醇、酒石酸、磷酸等。
本文所述结构可口服、肠胃外施用、皮下施用和/或静脉内施用。在某些实施方案中，结构或药物制剂通过口服施用。在其它实施方案中，所述结构或药物制剂静脉内施用。备选的施用途径包括舌下、肌内和经皮施用。
本文所述的药物组合物包括适于经口、鼻、局部(包括口腔和舌下)、直肠、阴道和/或肠胃外施用的那些。所述制剂可便利地以单位剂型呈现，且可通过药学领域熟知的任何方法制备。可与载体材料组合以制成单一剂型的活性成分量将取决于所治疗宿主和特定给药模式而不同。可与载体材料组合以制成单一剂型的活性成分量将通常是产生治疗效果的化合物量。一般而言，该量的变化范围将从约1％到约99％的活性成分，从约5％到约70％，或从约10％到约30％。
适于口服的本发明组合物可为胶囊、扁囊剂(cachets)、药丸、片剂、锭剂(采用调味的基质，通常是蔗糖和阿拉伯胶或黄芪胶)、粉剂、颗粒的形式或作为在水性或非水性液体中的溶液或混悬液，或作为水包油或油包水液体乳剂，或作为酏剂或糖浆，或作为糖果锭剂(pastilles)(采用惰性基质，如明胶和甘油，或蔗糖和阿拉伯胶)和/或漱口水等，各自含有预定量的本文所述结构作为活性成分。本发明的结构也可作为大丸药、干药糖剂或糊剂施用。
在本发明用于口服的固体剂型(胶囊、片剂、药丸、糖衣丸、粉剂、颗粒等)中，活性成分与一种或多种药学可接受载体混合，所述载体如柠檬酸钠或磷酸二钙，和/或以下任何：填料或填充剂，如淀粉、乳糖、蔗糖、葡萄糖、甘露醇和/或硅酸；粘合剂，如羧甲基纤维素、藻酸盐类、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、蔗糖和/或阿拉伯胶；湿润剂，如甘油；崩解剂，如琼脂、碳酸钙、马铃薯或木薯淀粉、藻酸、某些硅酸盐和碳酸钠；溶解延迟剂，如石蜡；吸收加速剂，如季铵化合物；润湿剂，如十六醇、单硬脂酸甘油酯和非离子型表面活性剂；吸收剂，如高岭土和膨润土；润滑剂，如滑石、硬脂酸钙、硬脂酸镁、固体聚乙二醇类、十二烷基硫酸钠及其混合物；和着色剂。在胶囊、片剂和药丸情况下，所述药物组合物还可包含缓冲剂。类似类型的固体组合物还可被用作软壳和硬壳明胶胶囊的填充物，使用赋形剂诸如乳糖或乳糖类，以及高分子量聚乙二醇等等。
片剂可通过压制或模制，可选地与一种或多种辅助成分一起制备。压制片剂可使用粘合剂(例如明胶或羟丙基甲基纤维素)、润滑剂、惰性稀释剂、防腐剂、崩解剂(例如羟基乙酸淀粉钠或交联羧甲基纤维素钠)、表面活性剂或分散剂制备。模制片剂可在适当机器中制备，在其中将粉状结构混合物用惰性液体稀释剂润湿。
本发明药物组合物的片剂和其它固体剂型如锭剂、胶囊、药丸和颗粒可任选地被刻痕(scored)或制有包衣和壳，如肠衣和其它制药领域熟知的包衣。它们还可被配制成提供其中活性成分的缓释或控释，使用例如多种不同比例的羟丙基甲基纤维素以提供所需的释放特征谱，其它聚合物基质，脂质体和/或微球体。它们可被配制成快速释放，例如冻干。它们可通过例如经截留细菌的滤器过滤或通过引入灭菌剂来灭菌，其形式为无菌固体组合物，可在用前即刻溶解于无菌水或一些其它无菌注射介质。这些组合物还可任选地含有乳浊剂并且其组成可使得其仅仅或在胃肠道某一部分可选地以延迟方式释放活性成分。可用的包埋组合物的实例包括聚合物和蜡。活性成分还可为微囊化形式，如果适宜的话与一种或多种上述赋形剂一起。
口服施用本文所述结构的液体剂型包括药学可接受的乳剂、微乳剂、溶液、分散剂、混悬液、糖浆和酏剂。除本发明结构外，所述液体剂型还可含有本领域常用的惰性稀释剂，如水或其它溶剂、增溶剂和乳化剂，如乙醇、异丙醇、碳酸乙酯、乙酸乙酯、苯甲醇、苯甲酸苄酯、丙二醇、1,3-丁二醇、油类(特别是棉籽油、花生油、玉米油、胚芽油、橄榄油、蓖麻油和芝麻油)、甘油、四氢糠醇、聚乙二醇类和失水山梨糖醇的脂肪酸酯及其混合物。
除惰性稀释剂外，口服组合物还可包括助剂如润湿剂、乳化剂和助悬剂、甜味剂、调味剂、着色剂、增香剂和防腐剂。
混悬液除活性化合物之外还可含有助悬剂如乙氧基异硬脂醇类、聚氧乙烯山梨醇和山梨醇酐酯类、微晶纤维素、aluminummetahydroxide、膨润土、琼脂和黄芪胶及其混合物。
本文所述药物组合物制剂(例如用于直肠或阴道给药)可呈现为栓剂，其可通过将一种或多种本发明化合物与一种或多种合适的非刺激性赋形剂或载体(包含例如可可脂、聚乙二醇、栓剂蜡或水杨酸盐)混合而制备，其在室温为固体但在体温为液体，因此将在机体中融化并释放所述结构。
本文所述结构的局部或经皮施用剂型包括粉剂、喷剂、油膏、糊剂、泡沫、乳霜、洗剂、凝胶、溶液、贴剂和吸入剂。活性化合物可在无菌条件下与药学可接受载体并与可能需要的任何防腐剂、缓冲剂或推进剂混合。
油膏、糊剂、乳霜和凝胶除本发明结构外还可含有赋形剂，如动物和植物脂肪、油类、蜡、石蜡、淀粉、黄芪胶、纤维素衍生物、聚乙二醇类、硅酮、膨润土、硅酸、滑石和氧化锌或其混合物。
粉剂和喷剂除本文所述结构外还可含有赋形剂，如乳糖、滑石、硅酸、氢氧化铝、硅酸钙和聚酰胺粉末或这些物质的混合物。喷剂可额外含有惯用推进剂，如含氯氟烃和挥发性未取代烃类如丁烷和丙烷。
经皮贴剂具有向机体提供受控递送本文所述结构的附加优势。将所述结构溶解或分散在适当介质中可制备这类剂型。还可用吸收增强剂来增加所述结构流通过皮肤。提供速率控制膜或将所述结构分散在聚合物基质或凝胶中可控制这种流通的速率。
眼用制剂、眼药膏、粉剂、溶液等也意在本发明范围之内。
本文所述适于肠胃外施用的药物组合物包含一种或多种本发明结构联合一种或多种药学可接受无菌等张水性或非水性溶液、分散剂、混悬液或乳剂，或可就在用前复原为无菌注射溶液或分散剂的无菌粉末，其可含有糖类、醇类、抗氧化剂、缓冲剂、抑菌剂、使得制剂与预期接受者的血液等张的溶质或助悬剂或增稠剂。
可用于本文所述药物组合物的合适的水性和非水性载体的实例包括水、乙醇、多元醇(如甘油、丙二醇、聚乙二醇等)及其适宜混合物、植物油如橄榄油和可注射有机酯类如油酸乙酯。适当的流动性可例如通过使用包衣材料如卵磷脂、通过在分散体的情形下维持所需的粒度和通过使用表面活性剂来得以维持。
这些组合物还可含有助剂如防腐剂、湿润剂、乳化剂和分散剂。通过包括多种抗细菌剂和抗真菌剂如对羟基苯甲酸酯、氯丁醇、苯酚、山梨酸等可有助于防止微生物对本发明结构的作用。还可能想要在组合物中包括等张剂如糖类、氯化钠等。另外，注射药物形式的延长吸收可通过包含延迟吸收的物质如单硬脂酸铝和明胶来实现。
适用于本文所述结构和组合物的递送系统包括延时释放、延迟释放、持续释放或控释递送系统，如本文所述。这类系统在很多情况下可避免所述结构的重复施用，给受试对象和医师增添便利。许多类型的释放递送系统都是本领域技术人员可以得到并知晓的。它们包括例如基于聚合物的系统，如聚乳酸和/或聚乙醇酸、聚酐和聚己酸内酯；脂基非聚合物系统，包括甾醇类如胆固醇、胆固醇酯和脂肪酸或中性脂肪如单甘酯、双甘酯和甘油三酯；水凝胶释放系统；硅橡胶系统；肽基系统；蜡包衣；使用常规粘合剂和赋形剂的压制片剂；或部分融合的植入物。具体实例包括但不限于，其中组合物以某种形式包含在基质内的侵蚀性系统，或其中活性组分控制释放速率的扩散系统。所述组合物可以为作为例如微球体、水凝胶、聚合物贮库、胆固醇基质或聚合物系统。在一些实施方案中，所述系统可允许发生持续或受控释放活性化合物，例如通过控制所述制剂的扩散或侵蚀/降解速率。此外，基于泵的硬件递送系统可用于一些实施方案中。本文所述结构和组合物还可与递送装置如注射器、垫、贴剂、管、膜、MEMS基装置和可植入装置联合(例如包含在内)。
使用长期释放植入物可特别适于一些情形。如本文所用的“长期释放”意指所述植入物被构建和设置成递送治疗水平的组合物至少大约30或大约45天，至少大约60或大约90天，或在一些情况下甚至更长。长期释放植入物是本领域普通技术人员熟知的，并包括上述释放系统中的一些。
注射积存(depot)形式可通过在可生物降解聚合物如聚丙交酯-聚乙交酯(polylactide-polyglycolide)中形成本文所述结构的微囊基质来制备。取决于结构与聚合物之比，和采用的特定聚合物的性质，可以控制所述结构的释放速率。其它可生物降解聚合物的实例包括聚原酸酯和聚酐。
当本文所述结构作为药物向人和动物施用时，可给予结构本身或者作为药物组合物给予，所述药物组合物含有例如大约0.1％至大约99.5％，大约0.5％至大约90％等的结构联合药学可接受的载体。
施用可以是局部(例如向特定区域、生理系统、组织、器官或细胞类型)或全身的，取决于所要治疗的病症。例如，所述组合物可通过肠胃外注射、植入、经口、阴道、直肠、口腔、肺、局部、鼻、经皮、手术施用，或可使组合物到达靶标的任何其它施用方法。可用于本发明的肠胃外方式的实例包括静脉内、皮内、皮下、腔内、肌内、腹膜内、硬膜外或鞘内。植入方式的实例包括任何可植入或注射的药物递送系统。口服由于其对患者以及剂量方案的便利性可用于一些治疗。
无论所选的施用途径，本文所述结构，其可以适宜的水化形式使用，和/或本发明的药物组合物，通过本领域普通技术人员已知的常规方法配制成药学可接受的剂型。
本文所述的组合物可以按剂量给与，例如以最大量同时避免或最小化任何潜在有害的副作用。所述组合物可以单独或联合其它化合物以有效量施用。例如，当治疗癌症时，组合物可包括本文所述结构和其它可用于治疗癌症的化合物的混合物。当治疗与异常脂质水平相关的病症时，组合物可包括本文所述结构和其它可用于降低脂质水平的化合物(例如降胆固醇剂)。
如本文所用的短语“治疗有效量”意指包含本发明结构的材料或组合物的量，其以适用于任何医学治疗的合理效益/风险比在受试对象中有效产生一些所需的治疗作用。相应地，治疗有效量可例如阻止、最小化或逆转与疾病或机体病症相关的疾病进展。疾病进展可通过本领域技术人员明晓的临床观察、实验室和成像研究来监测。治疗有效量可以是单一剂量有效的量或作为多剂量疗法的一部分而有效的量，例如以两剂或更多剂施用的量或长期施用的量。
本文所述任何一种或多种结构的有效量可以从大约10ng/kg体重到大约1000mg/kg体重，且施用频率可从一天一次到一个月一次。但是，也可采用其它剂量和频率，本发明在这方面不受限制。可以以有效治疗本文所述一种或多种疾病或机体病症的量向受试对象施用一种或多种本文所述结构。
有效量可取决于有待治疗的特定病症。本领域普通技术人员可确定所述组合物的有效量是多少，通过例如评估肝脏功能测试(转氨酶)、肾功能测试(例如肌酐)、心功能测试(例如肌钙蛋白、CRP)、免疫功能测试(例如细胞因子象IL-1和TNF-α)等的方法。当然有效量将取决于诸如以下的因素：所治疗病症的严重程度；个体患者参数包括年龄、身体状况、尺码和体重；同时进行的治疗；治疗频率；或给药模式。这些因素是本领域普通技术人员所熟知的，且只需常规试验就可解决。在一些情况中，使用最大剂量，即根据合理医学判断的最高安全剂量。
本文所述药物组合物中活性成分的实际剂量水平可变化以获得对特定患者、组合物和施用模式有效实现所需治疗反应而对患者无毒的活性成分量。
所选剂量水平将取决于多种因素，包括所用特定发明结构的活性、施用途径、施用时间、所用特定结构的排泄或代谢速率、治疗持续时间、与所用特定结构联用的其它药物、化合物和/或材料、所治疗患者的年龄、性别、体重、状况、总体健康情况和既往病史以及医疗领域熟知的类似因素。
具有本领域普通技能的医师或兽医可容易地确定所需药物组合物的有效量并开具处方。例如，医师或兽医可使得用于药物组合物的本文所述结构的剂量始于低于实现期望治疗效果所需的水平，然后逐渐增加剂量直到达到期望效果。
在一些实施方案中，将本文所述结构或药物组合物长期提供给受体对象。长期治疗包括任何形式的重复给药持续一段延长的时间，如重复给药一或数月，一个月到一年，一或多年，或更长。在许多实施方案中，长期治疗涉及在受试对象生命期间重复施用结构或药物组合物。例如长期治疗可涉及规律性的给药，例如一天一次或多次，一周一次或多次，或一个月一次或多次。一般而言，本文所述结构的合适剂量如日剂量将是有效产生治疗效果的最低剂量的结构量。这种有效剂量将通常取决于上述因素。通常对于患者而言本文所述结构的剂量，当用于适应效果时，将从大约0.0001到大约100mg/kg体重/天。日剂量可从0.001到50mg化合物/kg体重，或从0.01到大约10mg化合物/kg体重。但是可使用更低或更高的剂量。在一些实施方案中，施用给受试对象的剂量可以随着受试对象的生理情况因年龄、疾病进展、体重或其它因素发生改变而修改。
如果需要，活性化合物的有效日剂量可作为两个、三个、四个、五个、六个或更多个分剂量，可选地以单位剂型，在一天中以适宜的时间间隔分开施用。例如，指示和方法可包括给药剂量方案，其中特定剂量的组合物，尤其是包括具有特定大小范围的本文所述结构的那些，以特定时间间隔和特定剂量施用以实现胆固醇(或其它脂质)的降低和/或治疗疾病同时减轻或避免不良作用或不想要的作用。由此描述了施用本文所述结构的方法，通过施用所述结构降低总胆固醇和LDL胆固醇的方法，通过施用本文所述结构升高HDL胆固醇水平或增加其效力的方法，和在有所需要的患者中定量给药(dosing)所述结构的方法。
尽管本文所述结构可单独施用，如上所述其可作为药物组合物施用。本发明还提供了可用于诊断、预防、治疗或处理疾病或机体病症的任何上述组合物，其被包装成试剂盒，可选地包括组合物使用说明。即，所述试剂盒可包括对所述组合物参与任何疾病或机体病症(包括与异常脂质水平相关的那些)应用的说明。所述试剂盒可进一步包括本文所讨论的组合物的使用说明。所述试剂盒还可包括两种或多种本文所述组合物的组合的使用说明。还可提供通过任何适宜的技术如口服、静脉内或经由另一已知药物递送途径施用所述组合物的说明。
本文所述的试剂盒还可包含一个或多个容器，其可装有诸如所述的结构、信号传递实体和/或生物分子的组分。所述试剂盒还可包含混合、稀释和/或施用所述化合物的指示说明。所述试剂盒还可包括装有一种或多种溶剂、表面活性剂、防腐剂和/或稀释剂(例如生理盐水(0.9％NaCl)或5％葡萄糖)的其它容器以及用于混合、稀释或施用所述组分给样品或需要这种治疗的患者的容器。
所述试剂盒的组合物可以任何适宜形式提供，例如作为液体溶液或作为干粉。当提供的组合物是干粉时，所述干粉可通过添加合适的溶剂来复原，所述溶剂也可予以提供。在使用液体形式的组合物的实施方案中，所述液体形式可以是浓缩的或可即用的。溶剂将取决于特定发明结构和使用或施用模式。对组合物适宜的溶剂广为人知且可在文献中找到。
在一组实施方案中，所述试剂盒可包含一个或多个容器如小瓶、管等，每个容器装有有待用于所述方法的单独成分中的一种。例如，容器之一可装有测定的阳性对照。另外，所述试剂盒可包括用于其它组分例如用于测定的缓冲液的容器。
如本文所用，“受试对象”或“患者”指任何哺乳动物(例如人)，例如可能易患疾病或机体病症如与异常脂质水平相关的疾病或机体病症的哺乳动物。受试对象或患者的实例包括人、非人灵长类动物、牛、马、猪、绵羊、山羊、狗、猫或啮齿类动物如小鼠、大鼠、仓鼠或豚鼠。一般而言，本发明针对人类应用。受试对象可以是诊断有某种疾病或机体病症的或以其它方式已知患有疾病或机体病症的受试对象。在一些实施方案中，受试对象可被诊断为或已知为处于发生疾病或机体病症的风险中。在一些实施方案中，受试对象可被诊断有或以其它方式已知患有与异常脂质水平相关的疾病或机体病症，如本文所述。在某些实施方案中，可基于受体对象中已知疾病或机体病症选择受试对象进行治疗。在一些实施方案中，可基于受体对象中怀疑疾病或机体病症选择受试对象进行治疗。在一些实施方案中，可施用所述组合物来预防疾病或机体病症的发生。但是，在一些实施方案中，可能怀疑存在现有的疾病或机体病症，但尚未鉴别，可施用本发明的组合物来诊断所述疾病或机体病症或阻止其进一步发展。
如本文所用的“生物样品”是获自受试对象的任何细胞、机体组织或体液样品。体液的非限定性实例包括例如淋巴液、唾液、血液、尿等。用于本文所述多种方法的组织和/或细胞的样品可通过标准方法获得，包括但不限于组织活检，包括钻取活检和细胞刮取，针刺活检；或通过抽吸或其它适宜方法采集血液或其它体液。
以下实施例旨在例示本发明的某些实施方案，但不应理解为限定性的，也不例示本发明的全部范围。
实施例
本实施例展示使用合成纳米结构(例如HDL-NP)来治疗癌症如表达SR-B1的癌症。
描述了功能性生物模拟性高密度脂蛋白纳米颗粒(HDL-NP)作为对B细胞淋巴瘤的潜在疗法。所述HDL-NP表现出通过其靶向B-1型清道夫受体(SR-B1)的能力和其掩蔽胆固醇的功能能力来发挥作用。由此，所述HDL-NP是球形HDL的表面化学模拟物；但是用于控制HDL-NP大小和形状的金纳米颗粒模板占据了颗粒中通常为酯化胆固醇保留的一些空间。因此，象天然HDL一样，HDL-NP占用SR-B1，但只提供极少的胆固醇给细胞。与此同时，HDL-NP在其表面掩蔽游离细胞胆固醇。这里的数据表明，HDL-NP靶向B细胞淋巴瘤细胞系表达的SR-B1，当与天然HDL相比时最大程度地流出胆固醇，并诱导凋亡。源自血清的HDL和Ac-LDL不诱导凋亡。相应地，展示了功能性合成单一实体治疗性纳米结构，所述纳米结构通过生物模拟和对所述纳米颗粒的内在生物学功能的控制产生治疗益处。
淋巴瘤和细胞系中SR-B1的表达。对于淋巴瘤中胆固醇代谢的分子途径知之甚少，包括摄取富含胆固醇的HDL的受体的普遍性。因此，我们检查了DLBCL(ABC样和GC样)、伯基特淋巴瘤(BL)和来自人样品的正常B细胞的基因表达谱，数据库使用AffymetrixU133+2.0阵列生成(图2A)。我们发现，与正常B细胞相比，SR-B1在淋巴瘤中以～9-16倍水平表达。接下来，我们通过免疫印迹测定了淋巴瘤细胞系和正常人外周淋巴细胞中SR-B1蛋白的表达(图2E和2C)。我们发现，ABCA1和ABCG1以相对恒定和低的水平表达，而SR-B1在多种B细胞淋巴瘤细胞系中高表达(图2B)。有趣的是，SR-B1在Jurkat(一种T细胞系淋巴瘤细胞系)中不表达(图2B)。SR-B1在多种B细胞淋巴瘤细胞系中表达，但在正常人淋巴细胞或Jurkat(一种T细胞系淋巴瘤细胞系)中不表达(图2C)。已知表达SR-B的HepG2肝脏肝癌细胞被包括在内用于对比。最后，蛋白质印迹谱分析表明，SR-B1在多种癌细胞系(图2E)以及肝细胞和巨噬细胞(图2F)中表达。
暴露于HDL-NP后淋巴瘤细胞系的细胞活力。Ramos和SUDHL-4细胞系是分别来自BL和DLBCL的GC衍生的B细胞系。此外，我们选择研究ABC样DLBCL系LY3。Jurkat细胞和正常人淋巴细胞提供SR-B1受体阴性对照。此外。我们还选择了已知表达SR-B1的两种原代细胞——它们是天然被HDL占用的关键细胞类型——肝细胞和巨噬细胞。对于每种细胞类型，在用源自人血清的HDL(hHDL)或HDL-NP处理后我们通过MTS测定测量了细胞活力。MTS是一种比色测定，其中吸光度大小与细胞活力成比例。对于每种处理，以及对于贯穿我们研究进行的每一比较，我们添加了基于载脂蛋白A-1(Apo A1)量等剂量的hHDL和HDL-NP。添加hHDL未改变使用MTS测定对LY3或Jurkat细胞测得的相对吸光度值，但对于Ramos和SUDHL-4细胞测量值增加了(图3A)。相反，用HDL-NP处理导致在Ramos和SUDHL-4细胞中获得的吸光度呈剂量依赖性降低，在LY3细胞中不那么明显，而在Jurkat细胞系中则没有(图3B)。用hHDL或HDL-NP处理在原代肝细胞或巨噬细胞中没有作用(图3C和3D)。由此，与其天然hHDL对应物形成鲜明对比的是，HDL-NP选择性降低GC-和ABC-衍生的淋巴瘤细胞的活力，但不影响Jurkat、原代人肝细胞和原代人巨噬细胞。
HDL-NP的生物模拟。为确定来自合成HDL-NP构建体的HDL-NP游离化学组分的影响，将每一种(即Apo A1和磷脂)添加到Ramos、SUDHL-4、LY3和Jurkat细胞中并进行MTS测定。所述游离组分没有显著作用，除了在将含二硫化物脂质(PDP PE)加入Ramos细胞后测得的吸光度值发生相对小但统计学显著的降低(图4)。这些数据表明，HDL-NP对敏感B细胞系的毒性源自于生物模拟，而非HDL-NP各个组分的任何毒性作用。
淋巴瘤细胞系中的凋亡。由于用MTS测定测得的吸光度变化可以是多因素的，我们还测量了用hHDL和HDL-NP处理后的细胞凋亡和增殖(图5A)。使用膜联蛋白Annexin V和碘化丙啶细胞标记及流式细胞术(参见材料和方法)，我们发现HDL-NP在B细胞淋巴瘤细胞系中诱导了剂量和时间依赖性的凋亡(图5B)，但对Jurkat没有作用(图5B)。在分子水平，我们的数据表明，HDL-NP在Ramos细胞中引起被切割的聚ADP核糖聚合酶(PARP)的剂量依赖性的增加和全长半胱天冬酶3水平的降低(图5D和5E)。在SUDHL-4细胞中，在用HDL-NP处理后24小时，被切割的PARP水平开始增加(图5F)。此外，使用对活化半胱天冬酶3活性的比色测定(参见材料和方法)，我们发现HDL-NP处理在Ramos和SUDHL-4细胞中诱导时间和剂量依赖性的活化半胱天冬酶3活性增加，但在Jurket细胞中没有(图5C)。
对正常肝细胞、巨噬细胞和淋巴细胞的研究。接下来，我们测量了HDL-NP对正常肝细胞和巨噬细胞(图6A)以及初始人淋巴细胞(图6B)的毒性。首先，在将正常人肝细胞和巨噬细胞暴露于hHDL和HDL-NP 24、48和72小时后测量凋亡。对于经处理细胞相对于对照细胞而言没有观察到凋亡增加(图6A)。接下来，采集人志愿者血液，并用Ficoll梯度分离淋巴细胞。当用增加剂量的HDL-NP处理72小时(图6B)，或暴露于10nM HDL-NP(对SUDHL-4和Ramos细胞有毒的剂量)后48小时和5天(图6B，插图)，正常人淋巴细胞没有经历凋亡。总而言之，这些数据表明HDL-NP对HDL在体内在正常情况下靶向的细胞或在正常情况下见于血液中的有核细胞没有毒性。
SR-B1被HDL-NP的占据作用以及被天然HDL和Ac-LDL拯救。我们推论，凋亡诱导与HDL-NP模拟摄取成熟富含胆固醇的HDL而对SR-B1的占据作用有关。我们通过电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测量了金含量并将细胞金含量与细胞SR-B1表达相关联(图7A)。将对细胞金含量的测量值相对于细胞蛋白质标准化，且在之后的时间点是活细胞和凋亡细胞的组合(72小时)。质谱数据表明，在Ramos、SUDHL-4和LY3细胞(但非Jurkat)中，HDL-NP最初在2小时与细胞接洽，然后细胞金含量增加，直到在24小时达到饱和平台。总而言之，这些数据与测得的这些细胞类型的SR-B1表达是一致的。进一步，为了了解在每种所述细胞类型中天然hHDL是否与HDL-NP竞争相同的占据作用和摄取机制，我们用增加浓度的hHDL进行了竞争试验。在较早的时间点(t＝2小时和4小时)采集数据，以分离并潜在抑制早期细胞结合。数据表明，在Ramos和SUDHL-4细胞中，随着hHDL浓度增加，细胞金含量稳定减少(图7B)。在这两个时间点SR-B1阴性Jurkat细胞摄取都相对缺乏(图7B)。接下来，我们用透射电镜(TEM)来显现HDL-NP在SUDHL-4细胞中的接洽和摄取(图7C)。显微照片证实HDL-NP处理后AuNP被SUDHL-4细胞摄取。在亚细胞水平，AuNP限于细胞膜、细胞质和囊泡状结构，如图7C所示。在细胞核中没有观察到AuNP。这些数据结合在一起提示，HDL-NP与hHDL竞争SR-B1且可被靶细胞内在化。
为了研究占据SR-B1的作用并更好理解胆固醇流通是否促成HDL-NP处理后的凋亡诱导，我们通过加入已知的SR-B1颗粒激动剂(其也是胆固醇来源)来进行拯救试验。乙酰化低密度脂蛋白(Ac-LDL)和hHDL都利用SR-B1来将胆固醇递送到细胞。我们测量了增加浓度Ac-LDL存在下的活力和凋亡，在此同时保持HDL-NP浓度恒定且为对Ramos和SUDHL-4细胞有毒的剂量(10nM)。用MTS测定获得的吸光度数据表明，通过加入增加浓度的Ac-LDL，SUDHL-4细胞被拯救(图8A)。对Jurkat细胞没有观察到变化(图8A)。另外，Ac-LDL(图8B)和hHDL(图8C-8F)都以剂量依赖性方式拯救了Ramos和SUDHL-4细胞免于HDL-NP介导的凋亡，但没有拯救Jurkat(图8B)。由于细胞增殖的改变可混淆MTS细胞活力测定所提供的数据，我们在所有四种细胞系中评价了3H-胸苷掺入作为细胞增殖的衡量(图5A)。我们的数据表明，HDL-NP在LY3、Ramos和SUDHL-4细胞系中轻度降低了细胞增殖，但在SR-B1阴性的Jurkat细胞中没有。在任何所测试的细胞系中，当单独添加时，加入Ac-LDL拯救了细胞增殖至基线水平但没有诱导显著的细胞增殖(图5A)。因此，HDL-NP靶向SR-B1，通过改变经由该受体的胆固醇流通而诱导凋亡并轻度降低细胞增殖。
测量胆固醇流通。鉴于SR-B1介导胆固醇流入和流出的潜能，我们测量了细胞系和原代细胞中在hHDL和HDL-NP存在下的胆固醇流通(图9A-9F)。在淋巴瘤细胞系中，在暴露于HDL-NP后胆固醇流出最大(图9A)。Jurkat细胞表现出最少量的胆固醇流出。在正常细胞中，测得的胆固醇流出在巨噬细胞中高于肝细胞，且流出幅度对于hHDL和HDL-NP是类似的(图9B)。
接下来，我们测定了hHDL和HDL-NP使胆固醇流入培养的淋巴瘤细胞(图9C)和正常人肝细胞和巨噬细胞(图9D)的能力。与hHDL相比，HDL-NP递送最少量的胆固醇到每一种所测试的淋巴瘤细胞系(图9C)。在正常细胞中，胆固醇流入相对于巨噬细胞而言在肝细胞中最大，且幅度对于hHDL和HDL-NP相对等同(图9D)。总体来看，HDL-NP表现出在淋巴瘤细胞系中差异性调节胆固醇流通，这与流通表现出更均匀受控的正常细胞相反。联合细胞死亡和胆固醇流通数据提供证据表明，HDL-NP的作用机制源于差异性操纵细胞胆固醇代谢和SR-B1下游的分子途径。
BLT-1对SR-B1的抑制阻断胆固醇流向HDL-NP。脂质转运蛋白-1的阻断剂(BLT-1)是结合SR-B1胞外环状结构域中半胱氨酸-384并抑制经由SR-B1的胆固醇流通而不改变HDL颗粒与所述受体结合的小分子。因此，用BLT-1处理SUDHL-4细胞可测量对SR-B1的占据作用和经由其的胆固醇流通。我们的数据表明，BLT-1抑制胆固醇流向hHDL和HDL-NP，从而提供证据表明，HDL-NP对SR-B1的接洽占据对改变胆固醇流通负有责任，且与先前的报道一致(图9E和9F)。
淋巴瘤异种移植试验。为了在体内模型中再现我们的体外数据，我们将HDL-NP静脉内施用于荷有侧腹移植肿瘤的SCID浅褐色小鼠(C.B-Igh-1b/GbmsTac-Prkdcscid-LystbgN7)。我们还通过将Jurkat细胞(SR-B1-)接种到SR-B1+Ramos细胞(右侧)对侧的侧腹(左侧)来测试HDL-NP对SR-B1+细胞的毒性的特异性。对小鼠(N＝5只/组)用PBS、hHDL(1μM，100μL)或HDL-NP(1μM，100μL)静脉内处理11天。与用hHDL和PBS处理的相比，用HDL-NP处理的小鼠具有显著较小的Ramos肿瘤体积(图10A)。正如预期的，HDL-NP处理对Jurkat肿瘤体积没有显著影响(图10B)。来自在第11天尸体剖检获得的4个代表性肿瘤标本的蛋白质印迹显示，SR-B1表达在Ramos肿瘤中得以维持，且在Jurkat肿瘤中很大程度上缺失(图11A)。对获自Ramos和Jurkat肿瘤的组织切片的苏木精和伊红(H&E)染色表明，在对Jurkat肿瘤的蛋白质印迹中观察到的SR-B1的存在(尽管极少量)可能是存在于所收获的Jurkat细胞团块中的脂肪细胞或其它结缔组织成分的结果(图11B-11E)。尽管Jurkat异种移植物总体生长减少，这些数据与我们的体外数据以及在肿瘤标本中测得的SR-B1表达一致。这些数据还表明，HDL-NP(100μL)当以1μM浓度多次注射时能在小鼠血清中竞争胜出天然HDL，后者据我们估计其大致浓度等于20μM。
非淋巴瘤数据。基于以上表明纳米结构(例如HDL-NP)在表达SR-B1的B细胞淋巴瘤细胞系中诱导时间和剂量依赖性凋亡的数据，对其它表达SR-B1的培养细胞进行了筛选，以评估纳米结构作为对表达SR-B1的细胞的毒性剂的总体适用性。测试了两种不同的HDL NP剂量(10和50nM)，并用比色MTT细胞活力测定测量了处理后24、48、72和96小时的细胞活力。与对未处理细胞在96小时进行的MTT测定进行比较。测试了表达SR-B1并已知与天然HDL相互作用的细胞(例如人脐静脉内皮细胞(HUVEC)(图12A)和肝脏肝癌细胞(HepG2)(图12B))。此外，还测试了多种乳腺(图12E-12G)、前列腺(图12C、12D)和黑素瘤细胞系(图12H、12I)。数据表明，所述纳米结构在黑素瘤细胞系A375中降低细胞活力(图12I)。对C8161黑素瘤细胞系在96小时测得细胞活力的降低(50nM剂量)(图12H)。Ramos细胞系(图12J)经纳米结构处理表现出时间和剂量依赖性凋亡，与先前的数据一致。所述结果如图12A-12J所示。对于所有试验，NT为未处理的对照，在96小时时间点。
讨论。HDL-NP是具有生物学功能的纳米结构，其提供了治疗淋巴瘤的新范例。HDL-NP在体外在B细胞淋巴瘤细胞系中诱导凋亡并在异种移植模型中降低B细胞淋巴瘤的生长。HDL-NP表现出的作用机制可直接取决于存在用于控制缀合物大小、形状、表面化学并最终控制生物纳米界面的胆固醇流通的金纳米颗粒模板。HDL-NP通过靶向SR-B1而模拟球形HDL，然后可差异性操纵细胞胆固醇流通，其导致B细胞淋巴瘤细胞的凋亡。相比之下，源自人血清的hHDL和Ac-LDL对B细胞淋巴瘤细胞没有毒性。
在暴露于HDL-NP后表现出对B细胞淋巴瘤细胞特异性的下游信号传导事件仍有待明确。源自生发中心的B细胞淋巴瘤细胞系可对操纵经由SR-B1的细胞胆固醇流通最为敏感。源自ABC的LY3细胞表达SR-B1并摄取HDL-NP，与源自GC的细胞类似，但对于凋亡较为抵抗。这提示ABC来源相对于GC来源的细胞在下游信号传导通路中的差异，与先前观察到的ABC相对于GC来源细胞之间的差异相一致。类似地，也表达SR-B1的人肝细胞和巨噬细胞对HDL-NP诱导的细胞死亡不易感。数据表明胆固醇稳态在正常细胞相对于癌细胞中的重要性，以及正常细胞对胆固醇代谢的严紧控制，这受到我们数据的支持。
源自生发中心的B细胞淋巴瘤细胞系可对操纵经由SR-B1的细胞胆固醇流通最为敏感，这提供了更好理解该效应下游介质的继续激励。已经显示耗尽细胞胆固醇可抑制EB病毒(EBV)感染伯基特淋巴瘤，暗示胆固醇在EBV感染和肿瘤形成中的重要性。照此，B细胞淋巴瘤细胞对SR-B1的增加表达提供了与其它组织竞争胆固醇、胆固醇酯或细胞生长和增殖的病毒促进剂而胜出的机制。此外，已经显示SR-B1定位于细胞膜脂筏，并且接洽占据SR-B1以及操纵胆固醇含量和膜流动性，包括锚定在脂筏的下游分子途径，可促成HDL-NP的治疗效力。
图6和7所示的数据表明，HDL-NP与天然hHDL和Ac-LDL竞争结合靶细胞。重要的是，体内数据表明HDL-NP能在天然循环HDL存在下成功竞争HDL受体并实现肿瘤生长的功能显著性减少。这非常重要，因为如果该手段要用于患者，与hHDL的竞争将是成功的关键。
本文描述的实施方案对于开发对人类疾病的下一代新疗法提供了极大的希望。合成纳米颗粒疗法的盛行途径集中在利用纳米颗粒作为药物递送支架而非功能性生物实体。先前类型的纳米颗粒的治疗功能不是源于合成纳米结构本身，而是来自释放包含在纳米颗粒制剂中的活性治疗剂如小分子化疗剂或核酸。相比之下，在本文所述的一些实施方案中，所述的纳米结构是功能性生物模拟性纳米结构，其强有力的治疗潜能是由于其独特的因其球形形状(以及其它因素)而结合SR-B1和/或其它受体的能力和操纵胆固醇流通的能力。由于其生物模拟性质，所述纳米结构对正常人淋巴细胞没有毒性，并增加了无缝生物集成为一种疗法的机会。最后，本文所述的纳米结构可以是合成纳米颗粒平台，其可被定制以优化生物学功能如SR-B1结合和/或胆固醇流出/结合特性，来开发类似强效的疗法和潜在地改进这里所报道的生物模拟性纳米结构的治疗特性。
材料——合成、纯化和表征
HDL-NP合成和表征。将人载脂蛋白A1(Meridian Life Sciences)以5倍摩尔过量加入5nm直径用柠檬酸盐稳定的胶体金纳米颗粒溶液(80-100nM，Ted Pella，Inc.)中。一小时后，通过加入乙醇(SigmaAldrich)将Apo-AuNP稀释至20％。在乙醇中以1mM制备两种磷脂——1，2-二棕榈酰-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺-N-[3-(2-吡啶基二硫代)丙酸酯][PDP PE，Avanti Polar Lipids，(Dis)]和1，2-二棕榈酰-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(DPPC，Avanti Polar Lipids)的新鲜溶液。将每种脂质以相对于AuNP 250倍摩尔过量加入Apo-AuNP溶液中，并使其在平底摇床上于室温温育4小时。接下来，通过正切流动过滤使用配有#14管道和50kDa MWCO经修饰的聚醚砜(mPES)模块的Kros Flo II正切流动过滤系统(Spectrum Labs，Inc)纯化HDL-NP。对于所有纯化，将缓冲液(水)更换7次以除去乙醇、游离Apo A1和磷脂。使用Agilent 8453紫外可见分光光度计测定HDL-NP浓度(5nm胶体金纳米颗粒，ε＝9.696×106M-1cm-1)。用紫外可见光谱法测量在520nm或近520nm的最大吸光度，该波长对应于5nm金胶体的表面等离子体共振。然后使用比尔定律定义的关系确定HDL-NP浓度：A＝εbc，其中A是吸光度，ε是消光系数(M-1cm-1)，b是比色皿光程长度(cm)，而c是AuNP浓度(M)。HDL-NP(15nM)的流体动力直径和电动电势使用Malvern Zetasizer ZS来测定(图13)。每个HDL-NP的Apo A1分子数如公开文献中所述来测定。简而言之，如上所述合成HDL-NP之前用分子荧光团标记Apo A1。然后将经标记的Apo A1从已知摩尔量HDL-NP(见上)中释放出来，基于生成的荧光信号从经标记Apo A1的标准曲线来计算浓度。
表1金纳米颗粒构建体的流体动力学直径的代表性样品的表征。从未功能化的5nm AuNP到已加入了蛋白和脂质的HDL-NP，流体动力直径增大。λmax值与AuNP稳定溶液一致。
计算Apo A1浓度使人HDL(hHDL)和HDL-NP处理标准化。如上所述测定HDL-NP的摩尔浓度，每一HDL-NP具有约3个拷贝的Apo A1(表1)。因此，Apo A1以与HDL-NP相比3倍摩尔过量存在。购买的天然HDL(Calbiochem)源自人血清，每一批购买的人HDL都提供有总蛋白浓度。从该值，基于ApoA1构成天然HDL蛋白浓度的70％的假定，计算Apo A1浓度。
方法
细胞培养。Ramos、Jurkat、LY3和HepG2细胞购自美国典型培养物库(ATCC)。SUDHL-4细胞来自Ron Gartenhaus博士(马里兰大学，Baltimore，MD)。使用标准方法培养细胞。将Jurkat、SUDHL-4和Ramos细胞培养在含L-谷氨酰胺、10％胎牛血清(FBS)的RPMI-1640培养基中并且存在1％青霉素/链霉素(Invitrogen)。将LY3细胞生长并维持在含L-谷氨酰胺、15％FBS、1％青霉素/链霉素、4.5g/L D-葡萄糖和1mM NG丙酮酸的RPMI 1640中。将HepG2细胞培养在补充10％FBS的伊枯尔氏最低要素培养基(EMEM)中。悬浮细胞培养在T75瓶中且于37℃和5％CO2温育。
正常人淋巴细胞分离。在经西北大学机构审查委员会书面同意批准后，从健康志愿者抽取外周血到Li-肝素包被的管中。将新鲜(捐献后<4小时)人全血用RPMI培养基1：1稀释。向50mL管中加入10mL Ficoll Hystopaque和20mL稀释血液。将样品离心(～480g，20min，室温)并除去上层的稀释培养基/血小板。将看上去乳状白色层的淋巴细胞转移到一个新的管中并用新鲜RPMI稀释至50mL并离心(～500g，6min)。重复洗涤步骤两次，将最终的沉淀物重悬于5mL生长培养基(含L-谷氨酰胺、10％FBS和1％青霉素/链霉素(Invitrogen)的RPMI 1640)中。如果需要，通过向淋巴细胞沉淀加入10mL冷RBC裂解缓冲液来除去红细胞(RBC)。在冰上放置10min后，将样品用RPMI洗两次。然后将最终的沉淀物以1×106细胞/mL重悬于生长培养基中。
人肝细胞培养。原代人肝细胞获自Lonza(Walkerville，Maryland)。将肝细胞培养在肝细胞培养基(HCM)中，其组成为肝细胞基础培养基，补充添加Lonza的HCM SingleQuot，含有抗坏血酸、牛血清白蛋白—不含脂肪酸、氢化可的松、人上皮生长因子，胰岛素、转铁蛋白和庆大霉素/两性霉素B。将肝细胞接种在补充2％FBS的HCM中。24小时后，除去培养基并用不含FBS的新鲜HCM替换。
CD14+单核细胞的培养和分化。人CD14+单核细胞获自Lonza。将单核细胞培养在补充10％FBS和1％青霉素/链霉素的RPMI 1640中。为使单核细胞分化成巨噬细胞，将细胞因子白介素(IL)-4(25ng/mL，eBioscience,San Diego,CA)、IL-6(100ng/mL,eBioscience)和粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF,100ng/mL,eBioscience)加入培养基24小时(3)。分化后，用不含细胞因子的新鲜培养基更换培养基。
MTS测定。对于原代人肝细胞和CD14+单核细胞，将9×103细胞/90μL接种在96孔板中并使其附着和分化(在CD14+单核细胞的情况下)24小时，然后开始处理。对于所有其它细胞系，将2.5×104细胞/90μL(24/48小时试验)或1.0×104细胞/90μL(72小时试验)接种在96孔板中。向每个孔中加入15μL HDL-NP、Ac-LDL(Biomedical Technologies)、hHDL(Calbiochem)或PBS。于37℃温育24、48或72小时后，将20μL MTS溶液(MTS-Promega，G1112)加入每个孔中并于37℃再温育1-4小时。使用微孔板读取仪(MRXRevelation；DYNEX Technologies)于490nm读取吸光度并表示为相对于对照组的百分比。对照值设为100％。MTS的降低发生在代谢活性细胞中，因此活性水平是细胞活力的衡量指标。
凋亡(膜联蛋白V/碘化丙啶)测定。简而言之，在细胞处理和洗涤后，将1×105到1×106细胞用膜联蛋白V-FITC和碘化丙啶(PI)试剂根据膜联蛋白V-FITC凋亡检测试剂盒指示(Invitrogen)进行标记。在Beckman Coulter FACS仪器上于518nm(FITC)和620nm(PI)读取细胞荧光。对于每一分析，记录30,000个事件。通过FCSExpress V3软件和Excel分析和计算结果。凋亡百分比是(膜联蛋白V–FITC+/PI-)和(膜联蛋白V–FITC+/PI+)细胞的总和。
活化半胱天冬酶3测定。简而言之，将450μL Jurkat、Ramos和SUDHL-4细胞以1.1×105细胞/mL密度接种在24孔板中。在接下来的72小时，将50μL各种处理(包括对照)加入每个孔中。在72小时，收集细胞、旋转(450g，10min)并用冰冷的PBS洗涤。将细胞重悬于40μL生产厂家提供的细胞裂解缓冲液中并通过在-80℃与室温间交替的冻融循环来裂解。接下来，通过在20μL总体积(体积不足用裂解缓冲液补足)中制备4.7μg蛋白等同量的总溶胞产物，将样品就蛋白质含量标准化。使用全部体积的溶胞产物，在96孔板中开展测定，并按生产厂家的方案进行。在4小时时间点测量和分析比色测定的变化。使用微孔板读取仪(BioTek Instruments，Synergy 2)于405nm读取吸光度，并表示为相对于对照组的百分比。
蛋白质印迹。在细胞处理后，将细胞用PBS洗涤并离心。将细胞沉淀用补充1mM苯甲基磺酰氟(PMSF)和蛋白酶抑制剂混合物(Sigma)的细胞提取缓冲液(Invitrogen)裂解，并用比色法BCA蛋白质测定试剂盒(Pierce)测量蛋白质浓度。将总蛋白样品(25-50μg)在4-20％预制聚丙烯酰胺凝胶(BioRad)上分离并转移到聚偏氟乙烯(PVDF)膜上。将膜用TBS-T中的5％脱脂奶封闭，与一抗温育然后与辣根过氧化物酶(HRP)缀合的二抗温育。使用增强化学发光显现免疫反应性蛋白。一抗：兔抗SR-B1(Abcam ab52629)，兔抗PARP(Cell signaling 9542)，兔抗半胱天冬酶3(Cell signaling 9662)。
细胞胆固醇流出测定。将细胞在适宜培养基中与1μCi/mL[1，2-3H]胆固醇(Perkin Elmer Inc.)温育过夜以标记细胞胆固醇池。然后将细胞用PBS洗涤并重悬于适宜的无血清培养基中。将人HDL或HDL-NP加入细胞中并温育6小时。在流出期结束时，分别收集细胞和培养基并进行液体闪烁计数。使用以下公式确定胆固醇流出百分比：培养基的计数/(细胞的计数+培养基的计数)x100。将在缺乏任何接受者的条件下获得的背景胆固醇流出从用测试样品获得的流出值减去。
胆固醇流入测定。将细胞用PBS洗涤并重悬于含1μCi/mL[1，2-3H]胆固醇的适宜的无血清培养基中。将人HDL或HDL-NP加入细胞中并温育6小时。在流入期结束时，用PBS洗涤细胞。用异丙醇提取细胞脂质然后进行液体闪烁计数。流入表示为3H胆固醇计数的数目，且将在缺乏任何接受者的条件下(PBS)获得的背景胆固醇流入从用HDL-NP或hHDL获得的流入值减去。
BLT-1胆固醇流通测定。加入脂质转运蛋白1阻断剂(BLT-1)后胆固醇流通的改变如上所述测定；但是，在细胞处理前对细胞用10μMBLT-1(2-己基-1-环戊酮胺苯硫脲，ChemBridge Corporation)预处理2小时。在胆固醇流入或流出后，将细胞收集在新鲜培养基中以如前所述测量胆固醇流通。流出表示为相对于未用BLT-1处理的对照细胞的百分比。流入表示为相对于未用BLT-1处理的对照细胞的百分比。
HDL-NP的体内研究。体内研究的进行得到西北大学动物关怀和使用委员会(ACUC)的批准。Ramos和Jurkat细胞系于5％CO2和37℃维持在补充10％FBS的RPMI 1640培养基中。5-6周龄的SCID浅褐色小鼠C.B-Igh-1b/GbmsTac-Prkdcscid-LystbgN7购自Taconic,Albany,New York。将Ramos细胞系以5×106细胞密度皮下接种在右侧腹，将Jurkat细胞系以1×107细胞密度接种在左侧腹。两种细胞的活力都高于90％。在接种肿瘤前使动物适应环境长达2天。接种的异种移植物达到～100mm3后开始药物治疗。将动物随机分成三个不同的组：对照(PBS)组5只小鼠，治疗(hHDL和HDL-NP)组各5只小鼠。每天(每周5次施用)用100μL PBS、1μM hHDL或1μMHDL-NP对对照组和治疗组进行静脉内注射。每天进行笼旁观察，同时每周两次测量肿瘤体积和体重。在研究结束时，当Ramos异种移植物达到2000mm3，收集肿瘤(Ramos和Jurkat)进行组织学检查。对肿瘤样品的苏木精和伊红(H&E)染色由西北大学小鼠组织学和表型研究实验室进行。
动物肿瘤免疫印迹。简而言之，将20μg肿瘤溶胞产物上样到10％SDS-聚丙烯酰胺(PAGE)凝胶的每个孔中。将肿瘤溶胞产物通过SDS-PAGE分离、转移到聚偏氟乙烯膜上，并如所示进行探测。进行免疫印迹分析的抗体获自以下供应商：SR-B1来自Abcam(Cambridge，MA)，α-微管蛋白来自Santa Cruz Biotechnology(Santa Cruz，CA)。
电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)。以十亿分之几(ppb)计细胞沉淀中的金含量用标准曲线确定，并计算每个细胞的金纳米颗粒浓度。将5ppb的铟加入所有样品和标准溶液中作为内标。这些值然后相对于蛋白浓度标准化。
透射电镜(TEM)。将经HDL-NP处理和未处理的细胞沉淀并重悬于缓冲液[0.1M二甲胂酸钠(SC)]中、洗涤并重悬于固定剂(2％多聚甲醛，2％戊二醛)中。将细胞于室温温育30分钟，用0.1M SC清洗，并置于组成为0.1M SC中2％四氧化锇的第二固定剂中。然后分别用蒸馏水和3％乙酸双氧铀对细胞进行清洗和染色。一旦固定，将细胞用蒸馏水清洗并用升级的乙醇脱水。氧化丙烯用作过渡缓冲液，将组织包埋在Epon 812和Araldite树脂中并在60℃固化。用超微切片机对组织块进行切片，并放置到栅格上进行透射电镜成像。使用FEITecnai Spirit G2于120kV获得TEM显微照片。
统计学。数据表示为均值±SD。两个值之间的比较通过非配对Student t检验来进行。对于不同组数据间的多重比较，显著性差异通过Bonferroni方法确定。显著性定义为P≤0.05。
尽管本文描述并例示了本发明的数个实施方案，本领域普通技术人员将容易想到多种其它方式和/或结构来实施所述功能和/或获得所述结果和/或一种或多种本文所述的优势，每一种这样的变化和/或修饰都被认为在本发明范围内。更总体而言，本领域技术人员将容易领会到，本文所述的所有参数、尺寸、材料和构型都旨在举例说明，实际的参数、尺寸、材料和/或构型将取决于采用本发明教导的特定的一种或多种应用。本领域技术人员将认识到，或用不超过常规的试验能够确定，本文所述发明的具体实施方案的许多等同方案。因此要理解前述实施方案只是以举例方式给出，在所附权利要求及其等同方案范围内，本发明可以以不同于具体描述并要求保护的方式实施。本发明涉及本文描述的每种单独的特征、系统、物品、材料、试剂盒和/或方法。此外，如果这类特征、系统、物品、材料、试剂盒和/或方法不相互矛盾，两种或多种这类特征、系统、物品、材料、试剂盒和/或方法的任何组合，也包括在本发明范围内。
如本文所定义并使用的所有定义，应理解为高于字典定义、通过引用并入的文件中的定义和/或所定义术语的普通含义。
如本文在说明书和权利要求书中所使用的不定冠词“一个”和“一种”，除非明确地另有指示，应理解为指“至少一个/种”。
还应理解，除非明确地另有指示，在本文所要求保护的包括超过一个步骤或动作的任何方法中，所述方法的步骤或动作的次序不必限于所叙述方法步骤或动作的次序。
在权利要求书中，以及在以上的说明书中，所有过渡短语如“包含”、“包括”、“携带”、“具有”、“含有”、“涉及”、“装有”、“组成”等应理解为开放式的，即意指包括但不限于。仅过渡短语“由…组成”和“基本上由…组成”将分别为封闭或半封闭式的过渡短语，如美国专利局专利审查程序手册2111.03部分所述。

Claims (49)

1.杀伤具有B-I型清道夫受体(SR-B1)的癌细胞的方法，包括:
使所述具有SR-B1的癌细胞接触有效杀伤所述癌细胞量的合成纳米结构。
2.杀伤B细胞淋巴瘤细胞的方法，包括：
使所述B细胞淋巴瘤细胞接触有效杀伤所述B细胞淋巴瘤细胞量的合成纳米结构。
3.治疗受试对象的非霍奇金淋巴瘤的方法，包括：
给所述受试对象施用有效治疗所述非霍奇金淋巴瘤量的合成纳米结构。
4.治疗受试对象的癌症的方法，包括：
给所述受试对象施用控制受试对象癌细胞中胆固醇流入和流出的组合物来治疗癌症。
5.诊断、预防、治疗或处理疾病或机体病症的方法，包括：
给受试对象施用治疗有效量的包含合成结构的组合物，所述合成结构包含纳米结构核和围绕并附着到所述纳米结构核的壳；
使所述合成纳米结构与结合天然脂蛋白的细胞表面受体结合；以及
阻断所述细胞表面受体与所述天然脂蛋白之间的结合或减少其结合量。
6.前述权利要求中任一项的方法，其中所述天然脂蛋白是HDL、IDL、LDL或VLDL。
7.前述权利要求中任一项的方法，包括增加或减少包含所述细胞表面受体的细胞中的胆固醇流入或流出。
8.诊断、预防、治疗或处理与异常脂质水平相关的疾病或机体病症的方法，包括：
给受试对象施用治疗有效量的包含合成结构的组合物，所述合成结构包含纳米结构核和围绕并附着到所述纳米结构核的壳；和
用所述合成结构改变受试对象中的细胞胆固醇流通。
9.前述权利要求中任一项的方法，包括使所述结构或所述结构的组成部分与调节胆固醇转运的一种或多种细胞表面受体结合。
10.前述权利要求中任一项的方法，其中所述细胞表面受体是SR-B1、ABCA1和/或ABCG1。
11.前述权利要求中任一项的方法，其中所述与异常脂质水平相关的疾病或机体病症涉及炎症。
12.前述权利要求中任一项的方法，其中所述与异常脂质水平相关的疾病或机体病症涉及调节免疫系统。
13.一种方法，包括：
向生物基质施用治疗有效量的包含合成结构的组合物，所述合成结构包含纳米结构核和围绕并附着到所述纳米结构核的壳；和
使所述合成纳米结构在所述生物基质中掩蔽脂质或蛋白质或与其它天然脂蛋白交换脂质或蛋白质。
14.前述权利要求中任一项的方法，其中所述组合物包含多种合成纳米结构。
15.前述权利要求中任一项的方法，其中所述癌症是非霍奇金淋巴瘤。
16.前述权利要求中任一项的方法，其中所述癌症特征为B细胞淋巴瘤细胞，或其中所述癌细胞是B细胞淋巴瘤细胞。
17.前述权利要求中任一项的方法，其中所述癌症是白血病、黑素瘤或淋巴瘤。
18.前述权利要求中任一项的方法，其中所述癌症特征为具有SR-B1的细胞。
19.前述权利要求中任一项的方法，其中所述癌症特征为具有ABCA1和/或ABCG1的细胞，或其中所述癌细胞具有ABCA1和/或ABCG1。
20.前述权利要求中任一项的方法，包括控制癌细胞的生长。
21.前述权利要求中任一项的方法，包括杀伤癌细胞。
22.前述权利要求中任一项的方法，包括通过凋亡杀伤癌细胞。
23.前述权利要求中任一项的方法，包括控制癌细胞中的胆固醇代谢。
24.前述权利要求中任一项的方法，包括增加胆固醇外流出癌细胞。
25.前述权利要求中任一项的方法，包括减少胆固醇流入癌细胞内。
26.前述权利要求中任一项的方法，包括调节SR-B1结合。
27.前述权利要求中任一项的方法，包括实质性抑制SR-B1。
28.前述权利要求中任一项的方法，包括使用所述合成纳米结构掩蔽在所述癌细胞中的胆固醇。
29.前述权利要求中任一项的方法，包括使用所述合成纳米结构掩蔽在所述癌细胞中的至少5个、至少10个、至少20个或至少50个胆固醇分子。
30.前述权利要求中任一项的方法，其中所述胆固醇是酯化胆固醇。
31.前述权利要求中任一项的方法，其中所述胆固醇是游离胆固醇。
32.前述权利要求中任一项的方法，其中所述合成纳米结构是成熟的球形高密度脂蛋白的生物模拟物。
33.前述权利要求中任一项的方法，其中所述合成纳米结构适于掩蔽胆固醇。
34.前述权利要求中任一项的方法，其中所述合成纳米结构包含纳米结构核和壳。
35.前述权利要求中任一项的方法，其中所述合成纳米结构包含包括无机材料的纳米结构核。
36.前述权利要求中任一项的方法，其中所述无机材料是金属。
37.前述权利要求中任一项的方法，其中所述无机材料是金。
38.前述权利要求中任一项的方法，其中所述合成纳米结构核具有小于或等于大约50nm、或小于或等于大约35nm、或小于或等于大约30nm的最大横截面尺寸。
39.前述权利要求中任一项的方法，其中所述合成纳米结构包含壳，所述壳包含围绕并附着到纳米结构核的脂质层。
40.前述权利要求中任一项的方法，其中所述脂质层是脂质双层。
41.前述权利要求中任一项的方法，其中所述脂质双层的至少一部分共价结合到所述核。
42.前述权利要求中任一项的方法，其中所述脂质双层的至少一部分物理吸附到所述核。
43.前述权利要求中任一项的方法，其中所述脂质双层包含磷脂。
44.前述权利要求中任一项的方法，其中所述脂质双层包含50-200个磷脂。
45.前述权利要求中任一项的方法，其中所述壳包含脂蛋白结构。
46.前述权利要求中任一项的方法，其中所述壳包含载脂蛋白。
47.前述权利要求中任一项的方法，其中所述载脂蛋白是载脂蛋白A-I、载脂蛋白A-II或载脂蛋白E。
48.前述权利要求中任一项的方法，其中所述合成纳米结构包括1-6个载脂蛋白。
49.前述权利要求中任一项的方法，其中所述合成纳米结构包含具有内表面和外表面的壳，并且蛋白质与壳的至少外表面缔合。
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