[發明專利]一種納米酶級聯生物反應器及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202111544120.4
• 申請日: 2021-12-17
• 公開（公告）號: CN113930335B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 丁輝;王曉君;張俊英;聶國輝
• 申請（專利權）人: 深圳市第二人民醫院（深圳市轉化醫學研究院）
• 主分類號: C12M1/40
• 分類號: C12M1/40;A61K47/69;A61K47/68;A61K47/52;A61P35/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 何葉喧

本發明公開了一種納米酶級聯生物反應器（MEGR）及其制備方法和應用。本發明提供了一種納米酶級聯生物反應器，為將物質甲連接在物質乙表面得到的復合物；所述物質甲為偶聯有CD63抗體和乏氧抑制劑的碳點納米酶；所述物質乙為外泌體。本發明利用外泌體仿生修飾碳點納米酶，提高腫瘤組織的富集能力；利用外泌體表面天然的NADPH氧化酶2為碳點納米酶提供更多的催化底物；利用RSR13改善腫瘤組織乏氧，為NADPH氧化酶2提供更多氧氣。本發明可以實現協同聯動增效抑制腫瘤生長。

技術領域

本發明涉及一種納米酶級聯生物反應器及其制備方法和應用。

背景技術

納米酶（nanozymes）作為本身蘊含酶學特性的納米材料，能夠將細胞代謝產物催化為活性氧（reactive oxygen species, ROS），應用于腫瘤的納米酶催化治療。該治療方法不僅適用于各階段腫瘤患者的治療，而且也適用于術后患者的配合治療，具有適用范圍廣的優勢，發展空間尤其廣闊。納米酶具有類似過氧化物酶的催化特性，可催化產生ROS，在生物醫學中的應用尤為突出。研究人員借助納米酶催化產生的過量ROS殺傷腫瘤細胞，為攻克惡性腫瘤提供了納米酶催化治療的新思路。

2018年，中國科學院施劍林團隊合成了一種枝狀介孔二氧化硅納米粒子作為藥物輸運系統載體，依次負載直徑2nm的超小Fe₃O₄納米粒子和葡萄糖氧化酶，構建一種新型的納米催化劑。該納米催化劑中的葡萄糖氧化酶是一種高活性有機酶，且Fe₃O₄納米粒子是一種高效、高穩定性的Fenton反應催化劑。該催化劑利用腫瘤細胞內旺盛的葡萄糖原料和微酸性代謝環境，連鎖地進行高效的生物酶催化反應和化學Fenton催化反應。在第一步生物酶催化反應中，葡萄糖氧化酶選擇性地催化腫瘤內的d-葡萄糖生成過氧化氫（H₂O₂）與葡萄糖內脂。H₂O₂作為下一步化學Fenton催化反應的反應物，在酸性條件下被Fe₃O₄納米粒子催化生成高毒性的活性氧物種-羥基自由基（?OH）。高毒性的?OH可以誘導腫瘤細胞的凋亡，在實現殺死腫瘤細胞的同時，不對正常的組織和器官造成損害。

納米酶在腫瘤治療領域中的研究，特別是納米酶在體內的遞送有待進一步的探索。納米酶催化治療腫瘤的兩個關鍵點：（1）納米酶如何高效遞送到達腫瘤組織；（2）納米酶能否在腫瘤組織部位最大程度發揮催化抑瘤作用。如何采用最佳的修飾策略、提高納米酶的生物安全性、充分發揮納米酶的催化活性、增加到達腫瘤病灶部位的機會，在復雜的腫瘤微環境中最大程度的發揮催化抑制腫瘤的作用，是未來納米酶催化治療腫瘤研究中，最有潛力的研究方向之一。

由于生物機體的極度復雜性，經過精心設計的納米藥物系統在臨床實驗中的表現遠遠沒有達到預期效果。納米酶應用于體內治療需要克服以下問題：（1）體內長循環：納米粒子等外源性物質受到機體免疫系統的排斥作用，被自身的巨噬細胞吞噬清除；（2）腫瘤靶向性：未經修飾的納米顆粒易被體內單核巨噬系統（MPS）/網狀內皮系統（RES）所吞噬，即使在納米材料表面連接功能靶向分子，也沒有明顯提升納米顆粒在腫瘤組織的有效聚集；相反，靶向分子的引入導致納米顆粒尺寸增加，表面性質的改變，使其更易被MPS/RES捕獲，無法靶向遞送到腫瘤組織部位；（3）傳統功能化修飾影響酶活性：傳統的化學修飾方法，不可避免的引入其它的化學元素和官能基團，在一定程度上會影響納米酶的催化能力；（4）體內催化能力有待進一步提高：如何為納米酶提供更多的催化底物，使機體保持中、高濃度的ROS，破壞細胞的動態平衡，誘導腫瘤細胞凋亡。因此，迫切需要科研人員尋找一種能夠提高納米酶生物安全性和催化能力的修飾策略。

發明內容

本發明的目的是提供一種納米酶級聯生物反應器（MEGR）及其制備方法和應用。

本發明提供了一種納米酶級聯生物反應器，為將物質甲連接在物質乙表面得到的復合物；所述物質甲為偶聯有乏氧抑制劑的碳點納米酶；所述物質乙為外泌體。