具有肿瘤微环境响应性的膜成分重编程纳米颗粒及其制备方法和应用

本发明属于纳米药物工程领域，涉及一种具有肿瘤微环境响应性的膜成分重编程纳米颗粒及其制备方法和应用。

背景技术：

1、恶性肿瘤的治疗目前主要依赖手术、放化疗及生化层面的免疫治疗，但肿瘤细胞常通过重塑自身的生物物理特性（如增加细胞膜胆固醇含量引起细胞软化）来进行免疫逃逸。研究人员发现，与传统的生化信号干预相比，通过调控细胞膜成分使肿瘤细胞硬化，能够有效打破这种物理免疫屏障，在抗肿瘤免疫治疗中具有巨大的潜力。目前，细胞硬化策略主要通过直接使用甲基-β-环糊精或普拉伐他汀钠等胆固醇消耗剂来实现。但是，上述直接给药的方法缺乏肿瘤组织特异性，药物在全身血液循环中会无差别地剥夺正常细胞的胆固醇，引起正常细胞结构破坏和代谢紊乱，导致严重的溶血及全身毒副作用，且治疗的可控性较差。

2、肿瘤微环境（tme）响应性纳米递送系统为解决上述非特异性毒副作用提供了另一种途径，其利用肿瘤部位特有的微环境特征，实现纳米结构在特定区域的靶向富集。这种响应性重构可以利用的手段包括：利用酸敏感化学键（如硼酸酯键）实现微酸性环境下的靶向解离；利用主客体相互作用实现功能分子的可逆包载与释放；以及利用肿瘤高浓度的过氧化氢诱发芬顿反应生成羟基自由基等。

3、β-环糊精本身具备独特的疏水空腔，不仅具有萃取质膜胆固醇的潜力，还代表其具有通过主客体相互作用包载其他功能分子的能力。同时，二茂铁在肿瘤微环境下发生芬顿反应氧化质膜磷脂，同样具备限制细胞膜流动性、硬化细胞的潜力。然而，目前没有通过将修饰靶向配体的环糊精经酸敏感键交联，并在空腔内包载二茂铁，从而实现同步靶向氧化磷脂和萃取胆固醇以重编程细胞膜成分的纳米粒子的文献报道。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有肿瘤微环境响应性的膜成分重编程纳米颗粒及其制备方法和应用。本发明利用环糊精葡萄糖（cd-glucose）与用1,4-苯二硼酸进行交联，得到空白纳米颗粒，最后通过主客体相互作用，在环糊精的疏水空腔内包载二茂铁，制得纳米颗粒（fc@cd-glu nps），该纳米颗粒进入肿瘤微环境后可发生解离，其具有氧化质膜磷脂和萃取细胞膜胆固醇以重编程细胞膜成分的能力，从而导致肿瘤细胞硬化并诱导细胞凋亡，同时显著增强巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬能力。

2、实现本发明目的的技术方案如下：

3、具有肿瘤微环境响应性的膜成分重编程纳米颗粒，由环糊精葡萄糖（cd-glucose）和1,4-苯二硼酸交联构建，且通过主客体作用在疏水空腔内装载二茂铁，所述环糊精葡萄糖的结构式为：。

4、进一步地，纳米颗粒的粒径为91.28 nm。

5、上述膜成分重编程纳米颗粒的合成方法，具体步骤如下：

6、（1）空白纳米颗粒的制备：

7、分别将1,4-苯二硼酸和cd-glucose溶解于二甲基亚砜（dmso）中，将1,4-苯二硼酸溶液逐滴加入至cd-glucose溶液中并进行超声，然后在室温下震荡反应，反应结束后进行透析，最后通过冷冻干燥得到空白纳米颗粒（cd-glu nps）；

8、（2）载药纳米颗粒的制备：

9、将cd-glu nps水溶液逐滴加入至羟甲基二茂铁（fc）甲醇溶液中并进行超声，随后在50±5℃加热搅拌进行主客体反应，反应结束后除去甲醇，通过离心去除沉淀杂质，收集上清液并冷冻干燥，得到膜成分重编程纳米颗粒（fc@cd-glu nps）。

10、优选地，步骤（1）中，cd-glucose与1,4-苯二硼酸的摩尔比为1：1~1：20，更优选为1：1。

11、优选地，步骤（1）或（2）中，超声时间为1±0.5h。

12、优选地，步骤（1）中，采用截留分子量为500-1000 da的透析袋在水中进行透析。

13、优选地，步骤（2）中，cd-glu nps与fc的摩尔比为1：5~1：10，更优选为1:10。

14、优选地，步骤（2）中，离心转速为8000 rpm，离心时间为10分钟。

15、优选地，步骤（2）中，主客体反应时间为1 h。

16、本发明还提供上述膜成分重编程纳米颗粒在制备治疗肿瘤药物中的应用。

17、进一步地，药物中，膜成分重编程纳米颗粒的浓度为1 mg/ml以上。

18、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

19、（1）本发明以β-环糊精为骨架，表面修饰有葡萄糖作为肿瘤靶向配体，不同的环糊精分子之间通过酸敏感的硼酸酯键相互交联，构建空白纳米颗粒，再利用β-环糊精的主客体相互作用，在其疏水空腔内包载二茂铁分子，制得膜成分重编程纳米颗粒，方便简单、可控。

20、（2）本发明的膜成分重编程纳米颗粒实现了“膜成分重编程”策略从局部到系统的跨越，构建了具备肿瘤微环响应性的纳米递送系统，突破了现有研究仅限于局部给药的局限，并且具备优异的肿瘤靶向能力与体内安全性。

1.具有肿瘤微环境响应性的膜成分重编程纳米颗粒，其特征在于，由环糊精葡萄糖和1,4-苯二硼酸交联构建，且通过主客体作用在疏水空腔内装载二茂铁，所述环糊精葡萄糖的结构式为：。

2.根据权利要求1所述的膜成分重编程纳米颗粒，其特征在于，纳米颗粒的粒径为91.28 nm。

3.根据权利要求1或2所述的膜成分重编程纳米颗粒的合成方法，其特征在于，具体步骤如下：

4.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，步骤（1）中，环糊精葡萄糖与1,4-苯二硼酸的摩尔比为1：1~1：20；步骤（2）中，空白纳米颗粒与羟甲基二茂铁的摩尔比为1：5~1：10。

5.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，步骤（1）或（2）中，超声时间为1±0.5h。

6.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，步骤（1）中，采用截留分子量为500-1000 da的透析袋在水中进行透析。

7.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，步骤（2）中，离心转速为8000 rpm，离心时间为10分钟。

8.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，步骤（2）中，主客体反应时间为1 h。

9.根据权利要求1或2所述的膜成分重编程纳米颗粒在制备治疗肿瘤药物中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，药物中，膜成分重编程纳米颗粒的浓度为1 mg/ml以上。