CN112641956B - 一种抗阿尔兹海默症的肽类-金属-药物自组装纳米颗粒的制备及其应用 - Google Patents

一种抗阿尔兹海默症的肽类-金属-药物自组装纳米颗粒的制备及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗阿尔兹海默症的肽类‑金属‑药物自组装纳米颗粒的制备及其应用,属于纳米材料制备和生物医学应用领域。所述肽类‑金属‑药物纳米颗粒,是由配位作用协同疏水作用作为驱动力通过自组装方式制备获得。本发明所述的肽类‑金属‑药物自组装纳米颗粒具有制备过程简单、粒径及电位可控、水溶性好、药物负载率高、生物相亲性好且生物可降解等优点。本发明所述的自组装纳米颗粒在低剂量浓度时即展现出对Aβ蛋白纤维化显著的抑制与降解效果、优异的ROS清除能力以及β‑分泌酶的活性抑制等功能,因此,该肽类‑金属‑药物自组装纳米颗粒具有作为多靶点、多通路治疗阿尔兹海默病药物的巨大潜力。

Description

一种抗阿尔兹海默症的肽类-金属-药物自组装纳米颗粒的制 备及其应用
技术领域
本发明属于纳米材料制备和生物医学应用领域,具体涉及一种肽类-金属-药物自组装纳米颗粒的制备及其应用,该自组装纳米颗粒在低浓度时即可对Aβ蛋白纤维化有显著的抑制与降解效果、优异的ROS清除能力以及β-分泌酶的活性抑制等功能。
背景技术
阿尔茨海默病(Alzheimer disease,简称AD),又叫老年性痴呆,是一种中枢神经退行性病变,该病患者后期可能出现严重的记忆力丧失,精神状态不稳定,生活不能自理等症状,为患者个人、家属以及社会带来严重的危害和负担。目前AD是世界卫生组织验证的21 世纪五大重点防治疾病之一,因此, 对AD的治疗研究已成为现代医学中最具挑战性的科技研究前沿。回顾过去的药物研发历程,采用单一靶点针对AD发病的某一诱导因素进行治疗难以收获理想的结果,均无法在临床实验上收获很好的疗效。大量研究表明,Aβ蛋白的纤维化过程与脑部ROS的过量产生以及Tau蛋白过度磷酸化,存在着相互促进或互相关联的特征,这也促使AD的治疗策略逐步由单一化治疗转向多靶点治疗。因此,研发一种药物能够同时具备Aβ蛋白纤维化的抑制与降解、ROS的清除以及β-分泌酶的活性抑制等功能,即具备多靶点多通路的治疗效果,在AD药物研发中具有重要意义和价值。
以槲皮素(Quercetin,简称Que)为代表的黄酮类药物和以姜黄素(Curcumin,简称Cur)为代表的多酚类药物,是从植物提取的天然药物,具有十分优异的ROS清除性能,且在抗炎症、抗菌、防止糖尿病并发症等方面具有较强的生物活性。此外,该类药物还具有抑制Aβ蛋白纤维化,Tau蛋白过度磷酸化的功能,并在人体内有多条生物活性通路,能够调节人体代谢,常被用来预防多种神经退行性疾病,尤其是在AD治疗方面也被广泛研究,是一类天然的抗AD多靶点多功能治疗药物。但是该类药物都具有水溶性极差,易氧化,易降解,血脑屏障通透性差等缺陷,导致其生物利用度极低,在AD治疗方面疗效甚微。
发明内容
根据现有药物所存在的弊端和药物的研发需求,本发明旨在提供一种抗阿尔兹海默症的肽类-金属-药物自组装纳米颗粒的制备及其应用,属于纳米材料制备和生物医学领域。
一方面,本发明提供一种抗阿尔兹海默症(AD)的肽类-金属-药物自组装纳米颗粒的应用,这种纳米颗粒能够同时具备Aβ蛋白纤维化的抑制与降解、活性氧(ROS)的清除能力以及β-分泌酶的活性抑制等功能,即可起到多靶点、多通路抑制AD相关致病因素的作用。
本发明利用以槲皮素为代表的黄酮类药物和以姜黄素为代表的多酚类药物易与金属离子配位的特性,利用Fmoc基团保护的单肽和双肽与金属离子的配位特性对其进行调节,利用疏水作用、静电作用、π-π堆叠等作用实现三元体系的自组装过程,合成出一种具有粒径大小可控、表面电荷数可控、稳定性高、水溶性好的纳米颗粒。由于参与组装的三种原料在人体内均可实现生物代谢,因此该纳米颗粒具备生物相亲性好且生物可降解的优点。更重要的是,该纳米颗粒以药物作为自组装的基本单元能够实现药物的高效负载,组装后依然保有药物活性。同时,金属与药物的配位作用增强了药物的稳定性、抗氧化性以及水溶性,可有效改善药物的性能。最后,小分子药物参与组装形成的纳米颗粒,能够一定程度上突破血脑屏障,可实现药物在脑部的有效积累。
另一方面,本发明提供了抗阿尔兹海默症的肽类-金属-药物自组装多靶点纳米颗粒的制备方法,包括以下步骤:
1)将有Fmoc基团保护的单肽和双肽充分溶解到Tris-HCl或NaOH水溶液中。
2)将金属盐溶解到去离子水中。
3)将多酚类或黄酮类等小分子药物用适合的有机溶剂充分溶解。
4)将步骤1)中的Fmoc基团保护的单肽和双肽溶液在一定转速下,加入适量无水乙醇溶液,混合均匀后,加入步骤2)中的金属离子溶液,之后迅速加入步骤3)中的药物溶液,使用Tris-HCl或NaOH等调节反应溶液的pH。反应一段时间。反应产物经10000 rpm高速离心获得,得到高纯度产物。
步骤1)中所用Fmoc基团保护的单肽和双肽为:Fmoc基团保护氨基酸N末端的单肽和双肽,其中单肽包括组氨酸、谷氨酸、天冬酰胺、赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、异亮氨酸、精氨酸、半胱氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、络氨酸、缬氨酸中的任意一种;其中双肽包括组氨酸-苯丙氨酸、苯丙氨酸-组氨酸、苯丙氨酸-亮氨酸、亮氨酸-亮氨酸、组氨酸-色氨酸、苯丙氨酸-色氨酸
步骤2)中所用的金属盐或金属配合物中金属离子为对于Aβ蛋白聚集生长无明显促进作用的亚铁离子、锰离子、钆离子、钴离子、镍离子、钙离子中任意一种或两种的组合。
步骤3)中所用的抗AD效果的多酚类或者黄酮类等小分子药物,所述多酚类药物为表没食子儿茶素没食子酸酯、姜黄素、儿茶素、单宁、白藜芦醇、茶多酚、花青素;所述黄酮类药物为丹参酮、槲皮素、芦丁、木犀草素、木黄酮、陈皮苷、异黄酮。
步骤3)中溶解药物的溶剂包括,二甲亚砜、无水乙醇、无水甲醇、无水丙酮、六氟异丙醇、乙酸乙酯。
优选的步骤4)中的反应转速为400-1800 rpm。
优选的步骤4)中的调节反应溶液pH为7~10。
优选的步骤4)所用Fmoc基团修饰氨基酸N末端的单肽、双肽溶液,金属盐或金属配合物中金属离子与所用的抗AD效果的多酚类或者黄酮类等小分子药物的投料摩尔比为(0.1~4:1: 0.1~4)。
优选的步骤4)所合成纳米颗粒的动力光散射粒径为1~200 nm,电位为-40 mV~40mV。根据组装单元的种类不同和配比的不同能够实现粒径及电位的可控,颗粒的形貌可以为实心球状或空心球状。
优选的,所述纳米颗粒为Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps或Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps;
所述Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps的制备方法包括以下步骤:
1)称取0.0043 g Fmoc-Trp,用适量Tris溶液(1 M)溶解,加900 µL纯水,超声使其分散均匀,配成1mL 0.01 M Fmoc-Trp储备液。
2)称取0.0055 g FeSO4,加100 µL,HCl(0.1 M)溶解,再加900 µL纯水,配成0.02M FeSO4储备液。
3)称取0.0121 g Que,用无水乙醇溶液溶解,配成1 mL 0.02 M Que储液。
4)在试剂瓶中加入200 µL Fmoc-Trp储备液,加入100 µL无水乙醇,再加入20 µL0.1 M Tris溶液,在900 rpm搅拌下加入50 µL FeSO4储备液,再加入50 µL Que储液,此时反应溶液pH=7~8,加水定容到500 µL反应5分钟,10000 rpm离心后,吸去上清液,加入去离子水继续离心,重复水洗三次,最后将Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps用去离子分散得到产品。所述Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps的制备方法包括以下步骤:1)称量0.005 g Fmoc-Leu,用适量Tris(1 M)溶解,加900 µL纯水,超声使其分散均匀配成1mL 5 mg/mL Fmoc-Leu储液。
2)称量0.0197 g MnCl2·4H2O,加10 mL纯水,配成0.01M的MnCl2·4H2O储液。
3)称量4 mg Cur,用DMSO溶解,配成50 μL 60 mg/mL Cur储液。
4)先在试剂瓶中加入400 μL Fmoc-Leu储液,在900 rpm下搅拌下加入200 µLMnCl2·4H2O储液,加入5 μL Tris(1 M),立即再加10 µL Cur储液,加水定容到1 mL,此时反应溶液pH=7~8,反应5分钟,10000 rpm离心后,吸去上清液,加入纯水继续离心,重复水洗三次,最后一遍用纯水冲溶得到产品Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps。
本发明的显著优点在于:
(1)本发明所述的肽类-金属-药物自组装纳米颗粒,制备方法简单,反应迅速,原料价格低廉,方便制备和批量生产。
(2)本发明所述抗阿尔兹海默症的肽类-金属-药物自组装纳米颗粒具有稳定性高、水溶性好、药物负载率高、生物相容性好,易被体内清除且生物可降解。
(3)本发明所述的自组装纳米颗粒在低剂量浓度时即展现出对Aβ蛋白纤维化显著的抑制与降解效果、优异的ROS清除能力以及β-分泌酶的活性抑制等功能,可有效实现单一治疗剂对AD的多靶点、多通路治疗效果。
附图说明
图1a和图1b为实施例1所制Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps的Zeta粒径和电位图;图1c和图1d为实施例2所制Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps的Zeta粒径和电位图。
图2a为实施例1所制备Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps的TEM图;图2b为实施例2所制备Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps的TEM图。
图3a为实施例1所制备Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps粒径稳定性表征图;图3b为实施例2所制备Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps粒径稳定性表征图。
图4a为实施例1所制备Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps与Que对ROS清除能力比较图;图4b为实施例2所制备Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps与Cur对ROS清除能力的比较图。
图5为实施例1所制备Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps与Que对β-分泌酶活性抑制能力比较图。
图6a为实施例1所制备Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps生物相亲性表征图;图6b为实施例2所制备Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps生物相亲性表征图。
图7a为应用实施例1中淀粉样蛋白Aβ与不同浓度Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps一起孵育不同时间所测得的荧光变化曲线图;图7b为应用实施例2中Aβ蛋白与不同浓度Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps一起孵育不同时间所测得的荧光变化曲线图。
图8为应用实施例1中淀粉样蛋白Aβ与不同浓度Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps一起孵育48小时后的AFM图,其中a为Aβ(20 μM)+0 μg/mL Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps,b为Aβ(20 μM)+5μg/mL Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps,c为Aβ(20 μM)+15μg/mL Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps。
图9为应用实施例2中Aβ蛋白与不同浓度Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps一起孵育48小时后的AFM图,其中a为Aβ(20 μM)+0 μg/mL Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps,b为Aβ(20 μM)+2 Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps,c为Aβ(20 μM)+6 μg/mL Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解,以下以Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps与Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps为例,采用附图示和下述实施方法进一步说明本发明。但是本发明不仅限于此。
实施例1
1)称取0.0043 g Fmoc-Trp,用适量Tris溶液(1 M)溶解,加900 µL纯水,超声使其分散均匀,配成1mL 0.01 M Fmoc-Trp储备液。
2)称取0.0055 g FeSO4,加100 µL,HCl(0.1 M)溶解,再加900 µL纯水,配成0.02M FeSO4储备液。
3)称取0.0121 g Que,用无水乙醇溶液溶解,配成1 mL 0.02 M Que储液。
4)在试剂瓶中加入200 µL Fmoc-Trp储备液,加入100 µL无水乙醇,再加入20 µL0.1 M Tris溶液,在900 rpm搅拌下加入50 µL FeSO4储备液,再加入50 µL Que储液,此时反应溶液pH=7~8,加水定容到500 µL反应5分钟,10000 rpm离心后,吸去上清液,加入去离子水继续离心,重复水洗三次,最后将Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps用去离子分散得到产品。
1. 将所得Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps加入到纯水中,以Que的药物含量进行定量,配制成浓度为10 μg/mL的溶液,测其粒径和电位,结果如图1所示。由图1a可见,Fmoc-Trp-Fe2 +-Que Nps的动力学光散射粒径为86 nm,由图1b可见,Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps的电位为-31.6 mV。
2. 将10 μg/mL Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps 的溶液滴加到铜网上,待其干燥后,进行电镜表征,结果如图2a所示。由图2a可见, Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps的粒径约为80~100 nm,形貌为空心球状。
3. 将新鲜制备所得Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps储液进行封口保存,分别在放置1天、2天、3天、5天、7天、15天、20天、30天的时间点取样配制成浓度为10 μg/mL的溶液,测量其粒径和电位变化,结果如图3a所示。由图3a可见,30天内纳米颗粒的粒径没有发生很大的变化,表明Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps的热稳定性良好。
4. 为了考察Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps的清除ROS能力,使用DPPH法测量ROS清除率:首先配制0.6 mM DPPH的乙醇溶液,取167 µL DPPH溶液,加入不同浓度的Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps,加无水乙醇定容到1 mL,使DPPH最终浓度为0.1 mM,Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps的浓度依次为2、4、6、8、10 μg/mL。用同样方法配制浓度依次为2、4、6、8、10 μg/mL的Que反应液。避光条件下反应半小时,取出测定其紫外吸收值,结果由图4a所示。由图4a可见,不同浓度下Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps清除ROS的能力均强于Que,说明Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps提高了Que的ROS清除能力。
5.为了考察Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps的β-分泌酶活性抑制能力,采用β-分泌酶活性检测试剂盒进行检测。首先,准备6个1.5 mL离心管,编号1,2,3,4,5,6.
首先,在每个管中加入,5 μL底物探针Reagent D,20 μL β-分泌酶(1 μg/μL),之后在1号管中补入Reagent C缓冲溶液至200 μL作为对照组,其余2,3,4,5,6号管中分别加入10 μL Qμe与Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps,补入缓冲液Reagent C至200 μL,配制成药物浓度分别为5 μg/mL Qμe和5 μg/mL,10 μg/mL,15 μg/mL,20 μg/mL Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps的待测量组。
将以上6组溶液转入96孔板,37℃孵育25 min后测量每孔的荧光强度(激发波长360 nm,发射波长490 nm,结果由图5所示。由图5可见,5 μg/mL Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps抑制β-分泌酶活性的能力均强于5 μg/mL Que,说明Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps提高了Que抑制β-分泌酶活性的能力,随着Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps的浓度增加到10 μg/mL、15 μg/mL和20 μg/mL时,相对于对照组,荧光值分别下降24.0 %、26.9 %和29.1 %,说明β-分泌酶的活性与Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps呈现浓度依赖性,抑制效果良好。
6. 为了考察Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps的生物相亲性情况,以得Fmoc-Trp-Fe2+-QueNps对鼠嗜铬细胞瘤细胞(PC12细胞)的毒性实验为根据。
待PC12细胞生长至90 %左右进行细胞传代与接种操作,其步骤如下:先将旧培养基去掉,然后加入2 mL PBS溶液轻柔清洗,之后加入1 mL胰蛋白酶消化细胞1分钟左右,去除胰酶,加入2 mL RPMI-1640培养基停止消化;轻轻吹打细胞制备成细胞原液,取1/4的细胞原液分装入新的培养瓶中,置于37℃培养箱中继续培养。
将PC12原液用培养液稀释并分散成PC12细胞悬液,其密度为105个/mL,并以每孔104个细胞接种至96孔板中,置于37 ℃,5 % CO2的培养箱中培养24小时后,移去培养液,加入浓度依次为5、10、15、20、25 μg/mL的Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps培养液,每个浓度设置4个重复孔。培养6小时后,清洗2次,加入100 μL新鲜培养液继续培养19小时后,每孔加入10 μL浓度为5 mg/mL的MTT,孵育4~6小时,小心移去培养液,加入150 μL DMSO,37 ℃培养15分钟;测490 nm处的吸收值,计算存活率,以评价Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps的生物相亲性,结果如图6a所示。由图6a可见,Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps在浓度为25 μg/mL时,细胞存活率也在95 %以上,说明Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps的生物相亲性好。
应用实施例1
a)将Aβ蛋白进行预处理,即将蛋白先用高极性溶剂六氟异丙醇(HFIP)溶解,其终浓度为1 mg/mL,然后在4 ℃、450 rpm下搅拌2小时,然后经冷冻干燥后,用pH=7.4 10 mMPBS和纯水重分散,得到浓度为0.25 mM的淀粉样蛋白储备液;
b)将实施例1制得的Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps与步骤a)制备的淀粉样蛋白储备液按不同比例混合,使所得混合液中蛋白浓度为20 μM,纳米球浓度分别为0 μg/mL、5 μg/mL、10μg/mL、15 μg/mL;然后将其分别加入到96孔板中,每孔加入100 μL,于振荡器中37 ℃、150rpm进行振荡。
1. 在不同时间点分别测定混合溶液中蛋白的荧光(测荧光前,加入100 μL 100 μM ThT,10 分钟后,将96孔板置于酶标仪中进行荧光测定),并记录数据,结果如图7a所示;
由图7a可见,随着时间推移,在各个时间点含有Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps的蛋白组的荧光值均比不含Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps的Aβ蛋白组的荧光弱,说明Fmoc-Trp-Fe2+-QueNps对蛋白的聚集具有良好的抑制效果;且随着Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps浓度的增高,抑制效果更强;浓度为5 μg/mL、10 μg/mL、15 μg/mL 的Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps对Aβ蛋白的纤维化抑制率分别为64.3 %、73.6 %、80.5 %;
2. 两天后,将所得混合溶液进行超滤处理,然后取超滤上清20 μL滴加到云母片上,待其干燥后用去离子水清洗1~2次,干燥后进行原子力显微镜(AFM)测试,结果如图8所示。
由图8可见, Aβ蛋白易聚集形成大量纤维蛋白,而含有Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps的Aβ蛋白仅有部分聚集形成纤维蛋白,且随着Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps浓度的增加,纤维量加剧减少,这进一步说明Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps对Aβ蛋白的聚集具有显著抑制效果。
实施例2
1)称量0.005 g Fmoc-Leu,用适量Tris(1 M)溶解,加900 µL纯水,超声使其分散均匀配成1mL 5 mg/mL Fmoc-Leu储液。
2)称量0.0197 g MnCl2·4H2O,加10 mL纯水,配成0.01M的MnCl2·4H2O储液。
3)称量4 mg Cur,用DMSO溶解,配成50 μL 60 mg/mL Cur储液。
4)先在试剂瓶中加入400 μL Fmoc-Leu储液,在900 rpm下搅拌下加入200 µLMnCl2·4H2O储液,加入5 μL Tris(1 M),立即再加10 µL Cur储液,加水定容到1 mL,此时反应溶液pH=7~8,反应5分钟,10000 rpm离心后,吸去上清液,加入纯水继续离心,重复水洗三次,最后一遍用纯水冲溶得到产品Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps。
1. 将所得Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps加入到纯水中,以Cur的药物含量进行定量,配制成浓度为10 μg/mL的溶液,测其粒径及电位,结果如图1所示。由图1c可见,Fmoc-Leu-Mn2 +-Cur Nps的动力学光散射粒径为91 nm,由图1d可见,Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps的电位为-25.1 mV。
2. 将10 μg/mLFmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps溶液,滴加到铜网上,待其干燥后,进行电镜扫描,结果如图2b所示。由图2b可见,透射电镜下Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps的粒径约为90~110 nm,形貌为实心球状。
3. 将新鲜制备所得Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps储液进行封口保存,分别在放置1天、3天、5天、7天、15天、20天、30天的时间点取样配制成浓度为10 μg/mL的溶液,测量其粒径和电位变化,结果如图3b所示。由图3b可见,30天内粒径没有发生很大的变化,表明Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps纳米颗粒的稳定性良好。
4. 为了考察Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps的清除ROS能力,使用DPPH法测量ROS清除率:配制0.6 mM DPPH的乙醇溶液,加入167 µL DPPH溶液,加入不同浓度Fmoc-Leu-Mn2+-CurNps,加乙醇定溶到1 mL,使得DPPH浓度为0.1 mM,Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps的浓度依次为2、4、6、8、10 μg/mL,用同样方法配制浓度依次为2、4、6、8、10 μg/mL的Cur反应液。避光条件下反应半小时,取出测定其紫外吸收值,结果由图4b所示。由图4b可见,不同浓度下Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps清除ROS的能力均强于Cur,说明Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps提高了Cur的ROS清除能力。
5. 为了考察Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps的生物相亲性情况,以Fmoc-Leu-Mn2+-CurNps对鼠嗜铬细胞瘤细胞(PC12细胞)的毒性实验为根据。
待PC12细胞生长至90 %左右进行细胞传代与接种操作,其步骤如下:先将旧培养基去掉,然后加入2 mL PBS溶液轻柔清洗,之后加入1 mL胰蛋白酶消化细胞1分钟左右,去除胰酶,加入2 mL RPMI-1640培养基停止消化;轻轻吹打细胞制备成细胞原液,取1/4的细胞原液分装入新的培养瓶中,置于37℃培养箱中继续培养。
将PC12原液用培养液稀释并分散成PC12细胞悬液,其密度为105个/mL,并以每孔104个细胞接种至96孔板中,置于37 ℃,5 % CO2的培养箱中培养24小时后,移去培养液,加入浓度依次为2、6、10、15 μg/mL的Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps培养液,每个浓度设置4个重复孔。培养6小时后,清洗2次,加入100 μL新鲜培养液继续培养19小时后,每孔加入10 μL浓度为5 mg/mL的MTT,孵育4小时,小心移去培养液,加入150 μL DMSO,37 ℃培养15分钟;测490nm处的紫外吸收值,计算存活率,以评价Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps的生物相亲性,结果如图6b所示。由图6b可见,Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps浓度达15 μg/mL时,细胞存活率也在90 %以上,说明Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps的生物相亲性好。
应用实施例2
a)将Aβ蛋白进行预处理,即将蛋白先用高极性溶剂六氟异丙醇(HFIP)溶解,其终浓度为1 mg/mL,然后在4 ℃、450 rpm下搅拌2小时,然后经冷冻干燥后,用pH=7.4 10 mMPBS和纯水重分散,得到浓度为0.25 mM的淀粉样蛋白储备液;
b)将实施例1制得的Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps与步骤a)制备的Aβ蛋白储备液按不同比例混合,使所得混合液中蛋白浓度为20 μM,纳米球浓度分别为0 μg/mL、2 μg/mL、6 μg/mL、15 μg/mL;然后将其分别加入到96孔板中,每孔加入100 μL,于振荡器中37 ℃、150 rpm进行振荡。
1. 在不同时间点分别测定混合溶液中蛋白的荧光(测荧光前,加入100 μL 100 μM ThT,10 分钟后,将96孔板置于酶标仪中进行荧光测定),并记录数据;
根据所测得的荧光值计算出Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps对蛋白的抑制率,结果如图7b所示。
由图7b可见,随着时间推移,在各个时间点含有Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps的蛋白组的荧光值均比Aβ蛋白组的荧光值低,说明Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps对蛋白的聚集展现出抑制效果;且随着Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps浓度的增高,抑制效果更强;浓度为2 μg/mL、6 μg/mL、15 μg/mL 的Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps对Aβ蛋白的纤维化抑制率分别为47 %、69 %、78 %;
2. 两天后,将所得混合溶液进行超滤处理,然后取超滤上清液20 μL滴加到云母片上,待其干燥后用去离子水清洗1~2次,干燥后进行原子力显微镜(AFM)测试,结果如图9所示。
由图9可见, Aβ蛋白自身易聚集形成大量纤维蛋白,而含有Fmoc-Leu-Mn2+-CurNps的Aβ蛋白仅有部分聚集形成纤维蛋白,且随着Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps浓度的增加,Aβ蛋白纤维量不断减少,这进一步说明Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps对Aβ蛋白的聚集具有明显的抑制效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (2)

1.一种抗阿尔兹海默症的肽类-金属-药物自组装纳米颗粒在制备抗阿尔兹海默症药物中的应用,其特征在于,所述颗粒能够同时具备Aβ蛋白纤维化的抑制与降解、活性氧的清除能力以及β-分泌酶的活性抑制功能;
所述自组装纳米颗粒的组成包括低分子肽类、金属离子、药物;所述低分子肽类为芴甲氧羰基基团保护氨基酸N末端的色氨酸;所述金属离子为亚铁离子;所述药物为槲皮素;所述自组装纳米颗粒为Fmoc-Trp-Fe2+-Que Nps;
所述自组装纳米颗粒的动力学光散射粒径为1~200 nm,电位为-40 mV~40 mV;所述颗粒形貌为实心球状或空心球状。
2.一种抗阿尔兹海默症的肽类-金属-药物自组装纳米颗粒在制备抗阿尔兹海默症药物中的应用,其特征在于,所述颗粒能够同时具备Aβ蛋白纤维化的抑制与降解、活性氧的清除能力以及β-分泌酶的活性抑制功能;
所述自组装纳米颗粒的组成包括低分子肽类、金属离子、药物;所述低分子肽类为芴甲氧羰基基团保护氨基酸N末端的亮氨酸;所述金属离子为锰离子;所述药物为姜黄素;所述自组装纳米颗粒为Fmoc-Leu-Mn2+-Cur Nps;
所述自组装纳米颗粒的动力学光散射粒径为1~200 nm,电位为-40 mV~40 mV;所述颗粒形貌为实心球状或空心球状。
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