多肽修饰的金纳米簇及其制备方法以及在肿瘤治疗中的应用技术

本发明专利技术公开一种多肽修饰的金纳米簇及其制备方法以及在肿瘤治疗中的应用，涉及肿瘤治疗领域，该多肽修饰的金纳米簇包括金纳米簇和在金纳米簇表面修饰的谷胱甘肽和多肽TAT，是一种水溶性好、光稳定性强、表面易修饰、生物相容性好的材料，其具有催化过氧化氢分解产生氧气的能力。由于肿瘤组织微环境中过氧化氢水平较高，金纳米簇可以通过催化过氧化氢分解产生氧气来缓解肿瘤组织中的乏氧情况，增强光动力效果。

【技术实现步骤摘要】
多肽修饰的金纳米簇及其制备方法以及在肿瘤治疗中的应用
本专利技术涉及肿瘤治疗领域，具体涉及一种多肽修饰的金纳米簇(AuNCs)及其制备方法，以及在肿瘤治疗中的应用。
技术介绍
在常规的肿瘤治疗中，通常使用放疗、化疗和手术的方法，但放疗对正常组织杀伤性大，患者难以承受多次放射治疗。化疗药物通常靶向性差，毒副作用大，还容易产生耐药性，即多次用药后治疗效果降低，导致肿瘤难以根除。而手术对患者损伤大，难以根除肿瘤，且非实体瘤无法通过手术治疗。光动力治疗是一种新型治疗方法，可以较为精准地治疗浅表肿瘤，对于体内深层肿瘤可利用光纤将激光引导至体内，创口小，相对于放疗和化疗选择性更好、毒性更低，可重复多次治疗。它是利用光敏剂在激光照射下产生活性氧，从而发挥杀伤细胞的作用，治疗疾病。它的作用依赖于光敏剂、激光和氧气三个因素。一些光敏剂已经进入临床使用，但它们存在许多问题，如水溶性差、光稳定性差、靶向性差等，限制了临床的应用。同时这些光敏剂常用的光源多为能量较大的可见光，对皮肤组织损伤大的同时穿透深度低，无法应用于大型肿瘤的临床治疗。由于光敏剂代谢较慢，而触发光动力效应的光源又为可见光，患者通常需要在治疗当天和次日进行严格避光，避免副作用产生。此外，肿瘤组织乏氧的微环境也不利于光动力治疗。由于肿瘤组织生长过快，血管分布不均匀，通常导致肿瘤组织乏氧，降低光动力治疗效率，临床上的光敏剂无法克服乏氧带来的限制。目前有一些研究通过载体携带氧气来克服肿瘤组织乏氧，但由于氧气负载量有限，对乏氧微环境的改善效果达不到预期。由于现有光敏剂代谢时间长、靶向性差，导致其仍存在一定的副作用，水溶性差和光稳定性差限制了光敏剂的效率；使用能量较高、穿透深度低的可见光，增加了对皮肤组织的损伤，难以治疗大型肿瘤，且需要患者在治疗后进行严格避光；肿瘤组织乏氧微环境对光动力效应的抑制作用，导致光敏剂无法发挥其理论效率。因此需要开发一种靶向性强、代谢时间短、水溶性好、光稳定性强、利用近红外光激发、能够克服肿瘤组织乏氧的光敏材料。现有技术中已有涉及多肽修饰的金纳米簇，已公开专利如CN201610387321公开了一种KCK多肽修饰的金纳米簇及其制备方法，其选取了多肽KCK作为表面稳定剂，通过水热合成方法制备可发射荧光的金簇，该金簇对细胞核仁具有靶向标记作用。该金簇的粒径范围在1.8-2.8nm，激发波长480nm，发射峰为680nm，荧光量子产率为12％，其应用领域主要是生物成像。再如CN201610389189公开了一种多肽修饰的金纳米簇及其制备方法，其选取了两条多肽KRKC和GSH作为表面稳定剂，通过水热法制备了对细胞核仁具有靶向标记作用的红色荧光金纳米簇，其粒径为1.5-2.8nm，激发波长400nm，发射峰在586nm附近，荧光量子产率为7％，其应用领域主要是生物成像。又如CN201910590398公开了一种合成荧光金纳米簇的新型有效的多肽序列的方法，其选取多肽CMMMMM为表面稳定剂，合成了荧光稳定且量子产率较高的金纳米簇，其与传统多肽CYYYYY稳定的金纳米簇相比，荧光性质稳定且量产率较高，但其只是一种金簇的合成方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种由多肽GSH和TAT修饰的金纳米簇，其是一种水溶性好、光稳定性强、表面易修饰、生物相容性好的材料，其具有催化过氧化氢分解产生氧气的能力。由于肿瘤组织微环境中过氧化氢水平较高，金纳米簇可以通过催化过氧化氢分解产生氧气来缓解肿瘤组织中的乏氧情况，增强光动力治疗效果。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种多肽修饰的金纳米簇，包括金纳米簇和在金纳米簇表面修饰的谷胱甘肽(GSH)和多肽TAT，该多肽TAT包括RKKRRQRRR片段、YRG片段以及半胱氨酸或硫辛酸，其中RKKRRQRRR片段为一种带有正电荷的穿膜肽，YRG片段连接RKKRRQRRR片段和半胱氨酸或硫辛酸，半胱氨酸或硫辛酸对RKKRRQRRR片段进行巯基修饰以使其连接到金纳米簇上，上述Y表示酪氨酸，R表示精氨酸，G表示甘氨酸，K表示赖氨酸，Q表示谷氨酰胺。优选地，YRG片段为一个，或者为多个顺次连接。一种多肽修饰的金纳米簇的制备方法，包括以下步骤：配置四氯金酸(HAuCl4)水溶液和谷胱甘肽(GSH)水溶液，按照四氯金酸与谷胱甘肽的摩尔比1:1-1:3将四氯金酸溶液加入到谷胱甘肽溶液中搅拌；再向溶液中加入强碱，调节pH至10-12，进行第一次避光搅拌，直至得到澄清的黄色溶液；向黄色溶液中加入有机溶剂析出固体并离心收集，将固体分散于水中，得到金纳米簇溶液；按照一定的金与多肽比例，向上述金纳米簇溶液中加入多肽TAT，进行第二次避光搅拌，得到多肽修饰的金纳米簇(AuNCs-TAT)溶液；该多肽TAT包括RKKRRQRRR片段、YRG片段以及半胱氨酸或硫辛酸，其中RKKRRQRRR片段为一种带有正电荷的穿膜肽，YRG片段连接RKKRRQRRR片段和半胱氨酸或硫辛酸，半胱氨酸或硫辛酸对RKKRRQRRR片段进行巯基修饰以使其连接到金纳米簇上。优选地，配置20-30mM四氯金酸水溶液和50-80mM谷胱甘肽水溶液。优选地，将四氯金酸溶液加入到谷胱甘肽溶液中1000-1500rpm搅拌1-3min。优选地，强碱包括氢氧化钠。优选地，在30-40℃下进行第一次避光搅拌，转速为100-400rpm，时长20-30h。优选地，黄色溶液与甲醇、乙醇或丙酮的体积比为1:2-1:5，优选为1:4。优选地，析出的固体通过离心方法进行收集，离心参数为10000-15000rpm离心5-20min。优选地，金与TAT摩尔比为1:0.04-1:0.08。优选地，YRG片段为一个，或者为多个顺次连接。优选地，在室温下进行第二次避光搅拌，转速为100-400rpm，时长20-30h。一种多肽修饰的金纳米簇在肿瘤光动力治疗中产生活性氧的应用。本专利技术与
技术介绍
中提到的三篇已公开专利相比，优点在于：本专利技术选取两条多肽TAT和GSH作为表面稳定剂，通过湿化学法合成了可发射荧光的金簇，其粒径在1.9±0.4nm，激发波长370nm，发射波长在650nm。本专利技术的应用领域不同，是针对肿瘤的光动力治疗，特别是针对肿瘤乏氧环境的光动力治疗，通过动物实验证明了具有较好的抑制肿瘤生长的效果。本专利技术合成的金纳米簇可在808nm激光照射下产生活性氧。808nm属于近红外光，能量较低而穿透深度高，有利于对大型肿瘤的治疗，并减轻对皮肤和其他正常组织的损伤。由于金纳米簇粒径小于2nm，可以较短的半衰期通过肾脏清除，几乎不被网状内皮系统吸收，降低对机体的毒性作用。同时金纳米簇可通过实体瘤的高通透性和滞留效应(实体瘤组织中血管丰富、血管壁间隙较宽、结构完整性差，使纳米颗粒容易通过血管壁进入肿瘤组织，而正常组织中的血管间隙窄，纳米颗粒难以通过)被动靶向至肿瘤部位。为提高细胞对金纳米簇的摄取，本专利技术在金纳米簇的表面修饰了一种多肽CYRGRKKRRQRRR，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多肽修饰的金纳米簇，其特征在于，包括金纳米簇和在金纳米簇表面修饰的谷胱甘肽和多肽TAT，该多肽TAT包括RKKRRQRRR片段、YRG片段以及半胱氨酸或硫辛酸，其中RKKRRQRRR片段为一种带有正电荷的穿膜肽，YRG片段连接RKKRRQRRR片段和半胱氨酸或硫辛酸，半胱氨酸或硫辛酸对RKKRRQRRR片段进行巯基修饰以使其连接到金纳米簇上。/n

【技术特征摘要】
1.一种多肽修饰的金纳米簇，其特征在于，包括金纳米簇和在金纳米簇表面修饰的谷胱甘肽和多肽TAT，该多肽TAT包括RKKRRQRRR片段、YRG片段以及半胱氨酸或硫辛酸，其中RKKRRQRRR片段为一种带有正电荷的穿膜肽，YRG片段连接RKKRRQRRR片段和半胱氨酸或硫辛酸，半胱氨酸或硫辛酸对RKKRRQRRR片段进行巯基修饰以使其连接到金纳米簇上。


2.如权利要求1所述的多肽修饰的金纳米簇，其特征在于，YRG片段为一个，或者为多个顺次连接。


3.一种多肽修饰的金纳米簇的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
配置四氯金酸水溶液和谷胱甘肽水溶液，按照四氯金酸与谷胱甘肽的摩尔比1:1-1:3将四氯金酸溶液加入到谷胱甘肽溶液中搅拌；
再向溶液中加入强碱，调节pH至10-12，进行第一次避光搅拌，得到澄清的黄色溶液；
向黄色溶液中加入有机溶剂析出固体并离心收集，将固体分散于水中，得到金纳米簇溶液；
按照金与多肽TAT摩尔比1:0.04-1:0.08向金纳米簇溶液中加入多肽TAT，进行第二次避光搅拌，得到多肽修饰的金纳米簇溶液；该多肽TAT包括RKKRRQRRR片段、YRG片段以及半胱氨酸或硫辛酸，其中RKKRRQRRR片段...

【专利技术属性】
技术研发人员：房晨婕，王征，杨淑敏，
申请(专利权)人：首都医科大学，
类型：发明
国别省市：北京;11