CN115845073A - 一种能够靶向形变的共组装纳米材料及其制备方法与应用 - Google Patents
一种能够靶向形变的共组装纳米材料及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115845073A CN115845073A CN202210931592.3A CN202210931592A CN115845073A CN 115845073 A CN115845073 A CN 115845073A CN 202210931592 A CN202210931592 A CN 202210931592A CN 115845073 A CN115845073 A CN 115845073A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- assembly
- polypeptide monomer
- peptide
- assembled
- polypeptide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 title claims abstract description 93
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims abstract description 92
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 claims abstract description 57
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 claims abstract description 45
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims abstract description 35
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000001553 co-assembly Methods 0.000 claims abstract description 15
- 101800001707 Spacer peptide Proteins 0.000 claims abstract description 9
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000002246 antineoplastic agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229940041181 antineoplastic drug Drugs 0.000 claims abstract description 7
- 229940124350 antibacterial drug Drugs 0.000 claims abstract description 5
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 claims abstract 4
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 claims description 14
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 claims description 6
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 20
- 229940079593 drug Drugs 0.000 abstract description 18
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 abstract description 15
- 239000000693 micelle Substances 0.000 abstract description 14
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 abstract description 13
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 abstract description 12
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 abstract description 7
- 150000001413 amino acids Chemical group 0.000 description 24
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 8
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 8
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 6
- 108020004459 Small interfering RNA Proteins 0.000 description 5
- 230000012292 cell migration Effects 0.000 description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- SJRJJKPEHAURKC-UHFFFAOYSA-N N-Methylmorpholine Chemical compound CN1CCOCC1 SJRJJKPEHAURKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000259 anti-tumor effect Effects 0.000 description 3
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 3
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 239000006166 lysate Substances 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 3
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 3
- 125000003088 (fluoren-9-ylmethoxy)carbonyl group Chemical group 0.000 description 2
- FWBHETKCLVMNFS-UHFFFAOYSA-N 4',6-Diamino-2-phenylindol Chemical compound C1=CC(C(=N)N)=CC=C1C1=CC2=CC=C(C(N)=N)C=C2N1 FWBHETKCLVMNFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N Piperazine Chemical compound C1CNCCN1 GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000004102 animal cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- MYSWGUAQZAJSOK-UHFFFAOYSA-N ciprofloxacin Chemical compound C12=CC(N3CCNCC3)=C(F)C=C2C(=O)C(C(=O)O)=CN1C1CC1 MYSWGUAQZAJSOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003937 drug carrier Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 2
- PECGVEGMRUZOML-AWEZNQCLSA-N (2s)-2-amino-3,3-diphenylpropanoic acid Chemical compound C=1C=CC=CC=1C([C@H](N)C(O)=O)C1=CC=CC=C1 PECGVEGMRUZOML-AWEZNQCLSA-N 0.000 description 1
- DSNRWDQKZIEDDB-SQYFZQSCSA-N 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phospho-(1'-sn-glycerol) Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP(O)(=O)OC[C@@H](O)CO)OC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC DSNRWDQKZIEDDB-SQYFZQSCSA-N 0.000 description 1
- OGNSCSPNOLGXSM-UHFFFAOYSA-N 2,4-diaminobutyric acid Chemical compound NCCC(N)C(O)=O OGNSCSPNOLGXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 238000011529 RT qPCR Methods 0.000 description 1
- 239000003875 Wang resin Substances 0.000 description 1
- NERFNHBZJXXFGY-UHFFFAOYSA-N [4-[(4-methylphenyl)methoxy]phenyl]methanol Chemical compound C1=CC(C)=CC=C1COC1=CC=C(CO)C=C1 NERFNHBZJXXFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008827 biological function Effects 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 229960003405 ciprofloxacin Drugs 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010511 deprotection reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000857 drug effect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000009881 electrostatic interaction Effects 0.000 description 1
- 230000037440 gene silencing effect Effects 0.000 description 1
- 239000005457 ice water Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000002934 lysing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000010232 migration assay Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- ZGYICYBLPGRURT-UHFFFAOYSA-N tri(propan-2-yl)silicon Chemical compound CC(C)[Si](C(C)C)C(C)C ZGYICYBLPGRURT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Medicinal Preparation (AREA)
Abstract
本发明提供了一种能够靶向形变的共组装纳米材料及其制备方法与应用，所述共组装纳米材料包括第一多肽单体和第二多肽单体；所述第一多肽单体包括疏水分子、组装肽和功能肽；所述第二多肽单体包括疏水分子、组装肽和间隔肽；所述功能肽包括如SEQ ID NO.1～5中任意一种所示的氨基酸序列。所述共组装纳米材料共组装完成时的初始形态为纳米胶束，可将抗菌或抗肿瘤药物包裹在纳米胶束内，当其到达细菌或肿瘤细胞表面时，由纳米胶束形变为纳米纤维结构，将内包载的药物释放，而当其到达正常状态的细胞表面时则不发生形变。
Description
技术领域
本发明属于纳米材料领域，涉及一种能够靶向形变的共组装纳米材料及其制备方法与应用。
背景技术
纳米材料在生物应用材料的应用中扮演着重要角色。为了提高纳米材料的生物功能，研究人员开发了各种策略来提高纳米材料在目标位置的积累和滞留，例如，高通透性和滞留(EPR)效应、主动靶向机制，长效血液循环等等。基于以上概念，人们致力于设计并合成物理化学性能易于控制的纳米材料，例如尺寸、形态、电荷、表面化学、有效负载量和稳定性。
目前纳米材料被广泛用作药物载体，进行抗菌或抗肿瘤的相关治疗，然而，在这个过程中，纳米材料往往只起到载体的作用，抗菌或抗肿瘤的效果还是取决于其负载的药物。
可控的纳米材料制备是材料领域一贯的追求，这种可控不仅体现在纳米尺度的均匀度、表面化学性质的统一性，也体现在制备方法的可控性。因此，若能基于纳米材料结构上的可控性，实现靶向细菌或肿瘤细胞后，利用纳米材料的结构变化，精准释放负载的药物，促进药效的发挥，将具有重要的意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能够靶向形变的共组装纳米材料及其制备方法与应用。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种能够靶向形变的共组装纳米材料，所述共组装纳米材料包括第一多肽单体和第二多肽单体；
所述第一多肽单体包括疏水分子、组装肽和功能肽；
所述第二多肽单体包括疏水分子、组装肽和间隔肽；
所述功能肽包括如SEQ ID NO.1～5中任意一种所示的氨基酸序列。
其中，第一多肽单体与第二多肽单体中的疏水分子和/或组装肽需要相同。
所述靶向形变是指：所述共组装纳米材料靶向到细菌或肿瘤细胞表面时，由纳米胶束形变为纳米纤维结构。所述共组装纳米材料带正电，而细菌或肿瘤细胞表面带负电，因此可通过静电作用进行靶向。
SEQ ID NO.1：WRLRWKTRWRLK；
SEQ ID NO.2：FRFRGKKWWKKWDipK；
SEQ ID NO.3：GFRGSTWWSRWWR；
SEQ ID NO.4：DabDabRADabDabFFDabDabPRVIGVSIPF
SEQ ID NO.5：GKKWWKKWDipK。
其中，Dip：L-3,3-二苯基丙氨酸，是一种非天然氨基酸，Dab：2,4-二氨基丁酸，是一种非天然氨基酸。
所述第一多肽单体包括通过酰胺键依次连接的疏水分子、组装肽与功能肽；
所述第二多肽单体包括通过酰胺键依次连接的疏水分子、组装肽与间隔肽。
优选地，所述组装肽包括如SEQ ID NO.6～12中任意一种所示的氨基酸序列。
SEQ ID NO.6：AFFA；
SEQ ID NO.7：VFFA；
SEQ ID NO.8：IAFFA；
SEQ ID NO.9：FAFFA；
SEQ ID NO.10：FFAFFA；
SEQ ID NO.11：LLFFA；
SEQ ID NO.12：LVFFA。
优选地，所述间隔肽包括如SEQ ID NO.13～14中任意一种所示的氨基酸序列。
SEQ ID NO.13：SGSGSGSGSG；
SEQ ID NO.14：SSSASSFFKKPRVIGVSIPF。
优选地，所述疏水分子包括软脂酸和/或硬脂酸。
优选地，所述第一多肽单体与第二多肽单体的摩尔比为1:(0.2-2)。
上述(0.2-2)中的具体数值例如0.2、0.4、0.6、0.8、1、1.2、1.4、1.6、1.8、2等。
第二方面，本发明提供如第一方面所述的能够靶向形变的共组装纳米材料的制备方法，所述制备方法包括将第一多肽单体、第二多肽单体与溶剂混合，组装得到所述能够靶向形变的共组装纳米材料。
优选地，所述溶剂包括水。
优选地，所述混合还包括加入助溶剂进行混合，所述助溶剂包括二甲基亚砜。
优选地，所述助溶剂的体积占混合溶液总体积的1％-2％，比如1％、1.2％、1.4％、1.6％、1.8％、2％等。
优选地，所述混合的温度为15-40℃，例如15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃等，所述混合的时间为0.5-2h，例如0.5h、0.6h、0.7h、0.8h、0.9h、1h、1.1h、1.2h、1.3h、1.5h、1.7h、2h等。
优选地，所述第一多肽单体及第二多肽单体的制备方法包括采用多肽固相合成法合成多肽，后将疏水分子连接至多肽上(疏水分子也是通过固相合成进行连接的)，即得。
第三方面，本发明提供如第一方面所述的能够靶向形变的共组装纳米材料在制备抗菌和/或抗肿瘤药物载体中的应用。
本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明创造性地将组分1与组分2共组装形成一种可靶向形变的纳米材料，可用于包载抗菌或抗肿瘤药物。所述纳米材料的共组装完成的初始形态为纳米胶束，可将抗菌或抗肿瘤药物包裹在纳米胶束内。当其到达细菌或肿瘤细胞表面时，由纳米胶束形变为纳米纤维结构，将内包载的药物释放，而当其到达正常状态的细胞表面时则不发生形变。
这种靶向形变的优势在于：①实现了药物的精准释放，而且释放效率高；②靶向形变后形成的纳米纤维增强了膜扰动，从而使药物渗透到细菌或肿瘤细胞的程度增加，即利于药物进入细菌或肿瘤细胞进而更好地发挥作用；③纳米纤维结构能够充当捕捉网络，即通过多价相互作用捕捉细菌或肿瘤细胞，从而更好地进行药物释放及药物渗透；因此，采用本发明提供的共组装纳米材料作为药物载体能够快速大量提高病灶部位药物的局部浓度，进而实现高效杀菌或抗肿瘤，具有重要的应用价值。
附图说明
图1为本发明涉及的共组装纳米材料的组成结构及靶向形变示意图。
图2是实施例1的共组装纳米材料的电镜结果图。
图3是实施例1的共组装纳米材料的DLS(动态光散射)结果图。
图4是实施例2的共组装纳米材料的电镜结果图。
图5是实施例2的共组装纳米材料的DLS结果图。
图6是实施例1的纳米材料的靶向形变示意图。
图7是实施例1的纳米材料在细菌表面形变的观察结果图。
图8是实施例1的纳米材料在正常动物细胞表面不形变的结果图。
图9是实施例1的纳米材料的药物释放结果图。
图10是实施例1的纳米材料包载DNA进行细胞摄入实验的结果图。
图11是实施例5的纳米材料包载DNA进行细胞摄入实验的结果图。
图12是实施例3-4的纳米材料包载siRNA进行细胞摄入实验的结果图。
图13是实施例3的纳米材料的细胞迁移试验结果图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
以下实施例中，若无特殊说明，所以的试剂及耗材均购自本领域常规试剂厂商；若无特殊说明，所用的实验方法和技术手段均为本领域常规的方法和手段。
下述实施例中涉及的多肽单体分子(组分1及组分2)可采用多肽合成仪合成，也可人工合成，示例性地，可采用如下制备方法：
(1)使用FMOC策略的多肽固相合成法，以氨基端受FMOC保护的氨基酸为原料，从右到左依次连接多肽序列中所需氨基酸，得到多肽，而后加入疏水分子，将疏水分子连接至多肽上(通过固相合成方法进行连接)；
合成试剂如下：
(a)载体树脂：wang树脂；
(b)脱保护试剂：5％(质量分数)无水哌嗪固体+2％(体积分数)1，8-二氮杂环十一烯-7(DBU)+98％(体积分数)DMF；
(c)缩合反应时使用偶联试剂：5％N-甲基吗啉+95％DMF；
(2)配制裂解液：0.125mL去离子水+0.125mL三异丙基硅烷+4.75mL三氟乙酸，将配制好的裂解液加入装有多肽单体分子的裂解瓶中，裂解瓶中加入磁转子搅拌，将裂解瓶置于0℃冰水浴中，转速300-400r/min，搅拌3h，将多肽单体分子从载体树脂上裂解下来，而后洗涤(主要为了去除裂解液)，干燥，得到所述多肽单体分子。
实施例1
本实施例提供一种能够靶向形变的共组装纳米材料，由组分1和组分2组成，
组分1由疏水分子、组装肽和功能肽组成，其中，疏水分子为软脂酸，组装肽的氨基酸序列如SEQ ID NO.12所示，功能肽的氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示，组分1(简称LP-L20)的序列如式Ⅰ所示，其中C16表示软脂酸：
C16-LVFFA-DabDabRADabDabFFDabDabPRVIGVSIPF
式Ⅰ
组分2由疏水分子、组装肽和Spacer(间隔肽)组成，其中，疏水分子为软脂酸，组装肽的氨基酸序列如SEQ ID NO.12所示，Spacer的氨基酸序列SEQ ID NO.13所示，组分2(简称Lipo-S)的序列如式Ⅱ所示：
C16-LVFFA-SGSGSGSGS
式Ⅱ
所述能够靶向形变的共组装纳米材料的制备方法如下：
分别将组分1与组分2溶于DMSO中，得到母液，吸取组分1和组分2的DMSO母液，混合后将其边涡旋边加入超纯水，在室温(25℃)下进行组装1h，组装混合液中组分1的浓度为25μM，组分2的浓度为25μM，DMSO的体积占组装混合液的总体积的2％。
对制得的共组装纳米材料进行形貌及尺寸表征，结果见图2(电镜结果)和图3(DLS结果)，如图所示，共组装纳米材料呈胶束状，DLS测得的水合物平均粒径约为55nm，与电镜结果较为一致。
实施例2
本实施例提供一种能够靶向形变的共组装纳米材料，由组分1和组分2组成，
组分1由疏水分子、组装肽和功能肽组成，其中，疏水分子为软脂酸，组装肽的氨基酸序列如SEQ ID NO.6所示，功能肽的氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示，组分1(简称LP-A20)的序列如式Ⅲ所示，其中C16表示软脂酸：
C16-AFFA-DabDabRADabDabFFDabDabPRVIGVSIPF
式Ⅲ
组分2由疏水分子、组装肽和Spacer(间隔肽)组成，其中，疏水分子为软脂酸，组装肽的氨基酸序列如SEQ ID NO.6所示，Spacer的氨基酸序列SEQ ID NO.14所示，组分2(简称LP-AS)的序列如式IV所示：
C16-AFFA-SSSASSFFKKPRVIGVSIPF
式IV
所述能够靶向形变的共组装纳米材料的制备方法如下：
分别将组分1与组分2溶于DMSO中，得到母液，吸取组分1和组分2的DMSO母液，混合后将其边涡旋边加入超纯水，在室温(25℃)下进行组装1h组装混合液中组分1的浓度为25μM，组分2的浓度为20μM，DMSO的体积占组装混合液的总体积的2％。
对制得的共组装纳米材料进行形貌及尺寸表征，结果见图4(电镜结果)和图5(DLS结果)，如图所示，共组装纳米材料呈胶束状，DLS测得的水合物平均粒径约为42nm，与电镜结果较为一致。
实施例3
本实施例提供一种能够靶向形变的共组装纳米材料，由组分1和组分2组成，
组分1由疏水分子、组装肽和功能肽组成，其中，疏水分子为软脂酸，组装肽的氨基酸序列如SEQ ID NO.12所示，功能肽的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，组分1(简称E’)的序列如式Ⅴ所示，其中C16表示软脂酸：
C16-LVFFA-FRFRGKKWWKKWDipK
式Ⅴ
组分2由疏水分子、组装肽和Spacer(间隔肽)组成，其中，疏水分子为软脂酸，组装肽的氨基酸序列如SEQ ID NO.12所示，Spacer的氨基酸序列SEQ ID NO.13所示，组分2(简称Lipo-S)的序列如式Ⅱ所示：
C16-LVFFA-SGSGSGSGS
式Ⅱ
所述能够靶向形变的共组装纳米材料的制备方法如下：
分别将组分1与组分2溶于DMSO中，得到母液，吸取组分1和组分2的DMSO母液，混合后将其边涡旋边加入超纯水，在室温(25℃)下进行组装1.5h，组装混合液中组分1的浓度为7.5μM，组分2的浓度为2.5μM，浓度比为3:1，DMSO的体积占组装混合液的总体积的2％。
实施例4
本实施例提供一种能够靶向形变的共组装纳米材料，其与实施例3的区别仅在于，组装混合液中组分1的浓度为6μM，组分2的浓度为4μM，浓度比为3:2，其他参照实施例3。
实施例5
本实施例提供一种能够靶向形变的共组装纳米材料，由组分1和组分2组成，
组分1由疏水分子、组装肽和功能肽组成，其中，疏水分子为软脂酸，组装肽的氨基酸序列如SEQ ID NO.12所示，功能肽的氨基酸序列如SEQ ID NO.5所示，组分1(简称E)的序列如式Ⅵ所示，其中C16表示软脂酸：
C16-LVFFA-GKKWWKKWDipK
式Ⅵ
组分2由疏水分子、组装肽和Spacer(间隔肽)组成，其中，疏水分子为软脂酸，组装肽的氨基酸序列如SEQ ID NO.12所示，Spacer的氨基酸序列SEQ ID NO.13所示，组分2(简称Lipo-S)的序列如式Ⅱ所示：
C16-LVFFA-SGSGSGSGS
式Ⅱ
所述能够靶向形变的共组装纳米材料的制备方法参照实施例1：
对制得的共组装纳米材料进行形貌及尺寸表征，结果显示，共组装纳米材料呈胶束状，DLS测得的水合物平均粒径约为86nm。
实施例6
本实施例提供一种能够靶向形变的共组装纳米材料，由组分1和组分2组成，组分1序列为：C16-FAFFA-WRLRWKTRWRLK；
组分2序列为：C16-FAFFA-SGSGSGSGSG。制备方法参照实施例1。
实施例7
本实施例提供一种能够靶向形变的共组装纳米材料，由组分1和组分2组成，组分1序列为：C16-LLFFA-GFRGSTWWSRWWR；
组分2序列为：C16-LLFFA-SGSGSGSGSG。制备方法参照实施例1。
对比例1
本对比例提供一种纳米材料，其与实施例1的区别仅在于不含有组分2，组分1的浓度不变，仍为25μM，制备方法参照实施例1。
测试例
(1)纳米材料的靶向形变及药物释放功能测试
利用实施例1提供的纳米材料包载抗生素Cip(环丙沙星)，包载方法为：
将组分1和组分2的DMSO溶液与Cip的DMSO溶液混合，最终摩尔浓度之比为组分1：组分2：Cip＝13μM:13μM:130μM)，在室温下将DMSO溶液加入去离子水中进行组装1h。Cip为疏水药物，会包载进纳米材料的疏水腔。
将包载抗生素的纳米材料分别与细菌囊泡(DOPE:DOPG＝1:1)、细胞囊泡(DOPC)共孵育，在37℃下孵育5h，在孵育过程观察细菌及细胞表面纳米材料的形态，结果见图7-8。
并检测抗生素的释放量(前100min每隔十分钟，100min后每隔1h，取1mL液体，8000rpm离心10min取上清，在277nm处测定紫外吸收值，根据标准曲线计算对应的浓度，从而得出释放百分率)，结果见图9。
结果显示，细菌表面的纳米材料呈纤维状，而正常细胞表面的纳米材料仍呈胶束状(图7、图8，示意图见图6)。同样地，图9的抗生素释放结果也充分表明，本发明的纳米材料可靶向细菌，从胶束形变成纤维状，从而释放包载的抗生素，而对于正常的动物细胞则并不发生形变。
(2)不同纳米材料的药物释放能力对比
利用上述实施例、对比例的纳米材料包载等量的抗生素Cip，后与细菌(E.coliATCC 25922，每组1×106CFU)共孵育18h，检测抗生素的释放量，以对比不同结构及配比的纳米材料的靶向形变药物释放能力的差异，药物释放率结果见表1。
表1
| 组别 | 药物释放率(％) |
| 实施例1 | 70 |
| 实施例2 | 60 |
| 实施例5 | 70 |
| 实施例6 | 75 |
| 实施例7 | 80 |
| 对比例1 | 40 |
结果表明，组分1虽然可形成纳米颗粒，但不具备靶向形变功能，而将组分1与组分2共组装形成的纳米材料能够靶向形变，具有较强的药物释放能力，并促进药物进入细菌中实现高效杀菌。其中组分1与组分2的结构均会影响纳米材料的组装及形变，进而影响药物释放及杀菌效果。
(3)纳米材料细胞摄入实验
利用实施例1和实施例5提供的纳米材料包载DNA，进行细胞摄入实验，具体实验步骤为：
用超纯水配制DNA和纳米材料，DNA的浓度为100nM，纳米材料浓度为3μM、6μM、4.5μM、9μM。细胞培养过夜后加入材料，37℃培养24h后固定，用DAPI染色细胞核，使用CLSM(激光扫描共聚焦显微镜)拍照。
CLSM测试结果如图10和11所示(图中纳米材料与DNA的比例是指摩尔浓度比)，从图中可以看出，共组装纳米材料可以包载DNA，运输DNA入胞，在肿瘤胞内特异性形变并滞留。
利用实施例3和实施例4提供的纳米材料包载siRNA，进行细胞摄入实验，具体实验步骤为：
用超纯水配制siRNA和纳米材料，siRNA的浓度为100nM，纳米材料浓度为10μM。细胞培养过夜后加入材料，37℃培养6、12h后固定，用DAPI染色细胞核，使用CLSM拍照。
CLSM图和qPCR图如图12(NC为未经处理的正常对照组)所示，从图中可以看出，共组装纳米材料可以包载siRNA，并在肿瘤胞内特异性形变，长效滞留，发挥基因沉默作用。
(4)纳米材料细胞迁移实验
利用实施例3提供的纳米材料进行细胞迁移试验，具体实验步骤如下：
首先，将PC-3M IE8细胞(5×105细胞/孔)接种在六孔平板上。接下来，用100μL的枪头做水平划痕，用生理盐水清洗细胞三次。随后，将包载抗肿瘤药物的纳米材料加入细胞培养皿中，37℃、5％CO2孵育24h后拍照。
结果见图13，如图所示，PBS组(对照组)的细胞向中间迁移，而实施例3的纳米材料组有效抑制了肿瘤细胞迁移，此结果说明纳米材料包载抗肿瘤药物可以有效抑制肿瘤细胞的增殖及迁移。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的一种能够靶向形变的共组装纳米材料及其制备方法与应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (10)
1.一种能够靶向形变的共组装纳米材料，其特征在于，所述共组装纳米材料包括第一多肽单体和第二多肽单体；
所述第一多肽单体包括疏水分子、组装肽和功能肽；
所述第二多肽单体包括疏水分子、组装肽和间隔肽；
所述功能肽包括如SEQ ID NO.1～5中任意一种所示的氨基酸序列。
2.如权利要求1所述的能够靶向形变的共组装纳米材料，其特征在于，所述第一多肽单体包括通过酰胺键依次连接的疏水分子、组装肽与功能肽；
所述第二多肽单体包括通过酰胺键依次连接的疏水分子、组装肽与间隔肽。
3.如权利要求1或2所述的能够靶向形变的共组装纳米材料，其特征在于，所述组装肽包括如SEQ ID NO.6～12中任意一种所示的氨基酸序列。
4.如权利要求1-3中任一项所述的能够靶向形变的共组装纳米材料，其特征在于，所述间隔肽包括如SEQ ID NO.13～14中任意一种所示的氨基酸序列。
5.如权利要求1-4中任一项所述的能够靶向形变的共组装纳米材料，其特征在于，所述疏水分子包括软脂酸和/或硬脂酸。
6.如权利要求1-5中任一项所述的能够靶向形变的共组装纳米材料，其特征在于，所述第一多肽单体与第二多肽单体的摩尔比为1:(0.2-2)。
7.如权利要求1-6中任一项所述的能够靶向形变的共组装纳米材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括将第一多肽单体、第二多肽单体与溶剂混合，组装得到所述能够靶向形变的共组装纳米材料。
8.如权利要求7所述的能够靶向形变的共组装纳米材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括水；
优选地，所述混合还包括加入助溶剂进行混合，所述助溶剂包括二甲基亚砜；
优选地，所述助溶剂的体积占混合溶液总体积的1％-2％；
优选地，所述混合的温度为15-40℃，所述混合的时间为0.5-2h。
9.如权利要求7或8所述的能够靶向形变的共组装纳米材料的制备方法，其特征在于，所述第一多肽单体及第二多肽单体的制备方法包括采用多肽固相合成法合成多肽，后将疏水分子连接至多肽上，即得。
10.如权利要求1-6中任一项所述的能够靶向形变的共组装纳米材料在制备抗菌和/或抗肿瘤药物载体中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210931592.3A CN115845073B (zh) | 2022-08-04 | 2022-08-04 | 一种能够靶向形变的共组装纳米材料及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210931592.3A CN115845073B (zh) | 2022-08-04 | 2022-08-04 | 一种能够靶向形变的共组装纳米材料及其制备方法与应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115845073A true CN115845073A (zh) | 2023-03-28 |
| CN115845073B CN115845073B (zh) | 2024-01-30 |
Family
ID=85660470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210931592.3A Active CN115845073B (zh) | 2022-08-04 | 2022-08-04 | 一种能够靶向形变的共组装纳米材料及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115845073B (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106822036A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-06-13 | 国家纳米科学中心 | 特异靶向多肽自组装纳米载体、载药纳米颗粒及制备方法 |
| CN108570103A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-09-25 | 东北农业大学 | 一种富含色氨酸抗菌肽wk12及其制备方法和应用 |
| CN111410681A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-07-14 | 倪京满 | 一类重复小单元序列抗菌肽类似物及其应用 |
| CN112972424A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-06-18 | 国家纳米科学中心 | 一种抗肿瘤多肽纳米药物及其制备方法和应用 |
| CN113549129A (zh) * | 2021-06-10 | 2021-10-26 | 青岛大学 | 一种d-构型抗肿瘤肽及其制备方法和应用 |
| CN113754738A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-12-07 | 国家纳米科学中心 | 一种多肽单体分子及其自组装纳米材料和应用 |
| CN114053427A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-02-18 | 国家纳米科学中心 | 一种多肽靶向药物及其制备方法和应用 |
| CN114668843A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-06-28 | 中国人民解放军总医院第一医学中心 | 一种纳米自组装糖肽biva-pk及其在缺血再灌注损伤导致的肾脏纤维化中的应用 |
-
2022
- 2022-08-04 CN CN202210931592.3A patent/CN115845073B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106822036A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-06-13 | 国家纳米科学中心 | 特异靶向多肽自组装纳米载体、载药纳米颗粒及制备方法 |
| CN108570103A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-09-25 | 东北农业大学 | 一种富含色氨酸抗菌肽wk12及其制备方法和应用 |
| CN111410681A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-07-14 | 倪京满 | 一类重复小单元序列抗菌肽类似物及其应用 |
| CN112972424A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-06-18 | 国家纳米科学中心 | 一种抗肿瘤多肽纳米药物及其制备方法和应用 |
| CN113549129A (zh) * | 2021-06-10 | 2021-10-26 | 青岛大学 | 一种d-构型抗肿瘤肽及其制备方法和应用 |
| CN113754738A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-12-07 | 国家纳米科学中心 | 一种多肽单体分子及其自组装纳米材料和应用 |
| CN114053427A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-02-18 | 国家纳米科学中心 | 一种多肽靶向药物及其制备方法和应用 |
| CN114668843A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-06-28 | 中国人民解放军总医院第一医学中心 | 一种纳米自组装糖肽biva-pk及其在缺血再灌注损伤导致的肾脏纤维化中的应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115845073B (zh) | 2024-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhao et al. | Molecular self-assembly and applications of designer peptide amphiphiles | |
| CN109355310B (zh) | Ros响应的基因递送载体及其制备方法和应用 | |
| Komatsu | Protein-based nanotubes for biomedical applications | |
| KR20200104524A (ko) | 신규의 세포 투과성 펩타이드 및 이의 용도 | |
| CN105463002B (zh) | 多肽类核酸载体、其制备方法及用途 | |
| CN111803653B (zh) | 可脱混合细胞膜包被的基因递送体系及其制备方法与应用 | |
| US9938526B2 (en) | Manganese ion coated nanoparticles for delivery of compositions into the central nervous system by nasal insufflation | |
| Jun et al. | Recent advances of calcium phosphate nanoparticles for controlled drug delivery | |
| CN107129522B (zh) | 一种硫辛酸修饰的固有无序蛋白纳米载体及其制备方法和应用 | |
| Yuan et al. | Fabrication of self-assembling peptide nanofiber hydrogels for myocardial repair | |
| WO2024041526A1 (zh) | 递送核酸药物的多肽载体、治疗肿瘤的核酸药物及其制备方法 | |
| CN112957515B (zh) | 一种生物活性玻璃/凝血酶复合止血粉末及其制备方法及应用 | |
| CN115845073A (zh) | 一种能够靶向形变的共组装纳米材料及其制备方法与应用 | |
| RU2610170C1 (ru) | Наноматериал для направленной доставки противоопухолевых препаратов и противоопухолевый препарат на его основе | |
| CN115073552B (zh) | 一种多肽、水凝胶及其用途 | |
| CN108484733B (zh) | 双亲性靶向穿膜肽及其自组装的纳米探针、载药纳米颗粒 | |
| CN114917360B (zh) | 一种小分子药物与siRNA共输送的小粒径纳米体系的构建方法及应用 | |
| CN105168130A (zh) | 一种肿瘤靶向聚合物胶束及其制备方法 | |
| CN110627912B (zh) | 一种仿生纤维网络抗体自组装材料及其制备方法和应用 | |
| CN113842462A (zh) | 一种透明质酸-小分子自组装纳米药物的制备方法与应用 | |
| CN109701034B (zh) | 一种cagw多肽和tat-nls多肽修饰的载基因复合物及其制备方法和应用 | |
| US20240156982A1 (en) | Method of forming peptide-coated nanoparticles | |
| WO2020252826A1 (zh) | 一种融合白蛋白纳米粒及其应用 | |
| CN101492691A (zh) | 一种核壳结构基因载体系统的组装方法及用途 | |
| CN105688219A (zh) | 温敏性杂化颗粒药物载体及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |