CN113209046B

CN113209046B - 一种CoSe@BSA纳米粒子药物组合物及其制备方法和应用

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Publication number: CN113209046B
Application number: CN202110501733.3A
Authority: CN
Inventors: 陈银; 王军平; 王成
Original assignee: Third Military Medical University TMMU
Current assignee: Third Military Medical University TMMU
Priority date: 2021-05-08
Filing date: 2021-05-08
Publication date: 2022-09-09
Anticipated expiration: 2041-05-08
Also published as: CN113209046A

Abstract

本发明属于抗辐射药物研究领域，具体为一种CoSe@BSA纳米粒子药物组合物及其制备方法和应用。本发明制备的CoSe@BSA纳米粒子药物，克服了化学小分子、蛋白等传统抗辐射药物不稳定、易被酶降解、体内半衰期短、性能单一、体内不易代谢和副作用强等缺点，可以清除体内过量的ROS和促进骨髓恢复造血等多种途径实现抗辐射，最大限度发挥其抗辐射作用；具有BSA介导的主动骨髓靶向和适合粒径介导的纳米粒子药物被动骨髓靶向，从而实现骨髓的主动靶向与被动靶向相结合；并能在体内降解，降解的产物能代谢排出体外，具有较好的生物安全性。

Description

一种CoSe@BSA纳米粒子药物组合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于抗辐射药物研究领域，具体为一种CoSe@BSA纳米粒子药物组合物及其制备方法和应用。

背景技术

核辐射对人体造成的放射性损伤，主要来自直接作用和间接作用，其中间接作用引起的放射性损伤占80％左右。间接作用是指核辐射直接作用于水，通过康普顿效应、俄歇效应等使水分子发生电离，产生高活性氧物质(ROS)，如O^2-、H₂O₂、HO^2·和·OH等。人体内含有约80％的水，人体在受到核辐射后体内会产生大量的ROS，同时核辐射会抑制人体内SOD、GSH-PX、CAT、MDA等抗氧化物的活性，导致过量的ROS在体内蓄积。过量的ROS如不能及时有效的清楚，就会攻击具有功能的生物大分子，如核酸、蛋白质和糖类等，导致细胞产生氧化应激反应，使机体出现氧化损伤，最终引起机体放射性损伤。因此，清除体内过量的ROS是治疗放射性损伤的一个关键环节。近年来，一些化合物被研究证实能够清除ROS，具有抗辐射作用，如含硫化合物、雌激素类、胺类化合物和含巯基化合物等，但其中多数抗辐射化合物存在副作用大、体内半衰期短、效果不明显等缺点。因此，开发低毒、有效的ROS清除药物是探索抗辐射药物亟待解决的一个关键问题。此外，骨髓对核辐射十分敏感，人体全身或局部受到一定剂量核辐射照射后，会引起骨髓造血损伤，表现为白细胞、红细胞、血小板等全血细胞急剧减少，导致人体出血和感染，从而影响生物体存活和恢复。因此，促进恢复骨髓造血是治疗放射性损伤的另一个关键环节。目前临床上促进恢复骨髓造血的药物较少，并且多数还存在骨髓靶向不强、剂量大、副作用大、起效慢等不足。所以，开发促进恢复骨髓造血的抗辐射药物成为越来越受关注的研究方向。上述研究表明，抗辐射两个关键环节是：(1)有效的清除体内过量的ROS，(2)促进恢复骨髓造血功能。

硒(Se)是维持人体正常生物代谢所必需的微量元素之一，人体内无法合成。硒有提高人体免疫功能的作用，使人体特异性免疫和非特异性免疫、体液免疫和细胞免疫功能处于相对平衡状态；硒能有效的减轻癌症放、化疗的毒副作用，增大抗癌药的剂量，有利于癌症的治疗；硒也是构成谷胱甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶等抗氧化物质的必需成分。当人体暴露于核辐射后，体内抗氧化物质活性受到抑制，补充适量的硒可提高人体内抗氧化物质的活性，抑制过氧化反应，分解过氧化物，清除体内过量ROS，实现核辐射后体内ROS平衡，从而保护人体免受过量ROS引起的损伤。另外，人体遭受核辐射后会引起成骨细胞凋亡增加，破骨细胞功能的过度活跃，导致骨损伤。补充适量的钴离子(二价钴离子，不具放射性)，可以促进成骨因子(TNFα、OPG、TRAF6)和促血管生成因子(VEGFA、PDGFa、α-SMA)的表达，减少IFNγ和RANKL的表达，使骨吸收和新骨形成重新建立动态平衡，实现核辐射后骨重建。同时，钴离子能刺激人体骨髓的造血系统，促使血红蛋白的合成及红细胞数目的增加；钴离子可促进细胞高表达HIF-1α、抑制细胞内呼吸酶，使组织细胞缺氧，从而使组织细胞抗辐射；钴离子可促进脾脏释放红细胞，从而促进造血功能。并且钴离子是DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录酶等14种酶的辅助因素，可维持核酸的正常代谢，当其缺乏时可干扰DNA的复制，使之产生误差，导致细胞的某些功能退化、代谢异常甚至造成细胞死亡。上述研究证明，适量的硒可有效清除体内过量的ROS，适量的钴离子能促进恢复骨髓造血。硒和钴离子的优异性能正好是治疗放射性损伤的两个关键环节。然而，大多数研究往往仅注重其中一个关键环节。如果把两个关键环节结合于一体，将为探索新型抗辐射药物提供新的曙光。如何把两个关键环节结合于一体，即将硒和钴离子两者优异性能集于一体，将是制备多功能抗辐射药物的难点。近年来，随着纳米科学的快速发展，上述难点将很好得以解决。纳米材料在清除ROS方面也有研究报道，但纳米材料应用于促进恢复骨髓造血功能却少有报道，将纳米材料研制为既能有效清除过量ROS又能促进恢复骨髓造血的抗辐射药物就更加少有研究报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种CoSe@BSA纳米粒子药物的制备方法；本发明的目的之二在于提供一种CoSe@BSA纳米粒子药物；本发明的目的之三在于提供一种CoSe@BSA纳米粒子药物在抗辐射中的应用；本发明的目的之三在于提供一种药物制剂；本发明目的之四在于提供一种药物制剂在制备抗辐射药物中的应用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种CoSe@BSA纳米粒子药物的制备方法，所述制备方法为，将BSA溶于水中，加入抗坏血酸，反应10-30min，再加入Na₂SeO₃，反应1-3h，得到反应液I，向反应液I中加入抗坏血酸与CoCl₂的混合液，反应3-5h，调pH至8-11，反应10-14h，透析、干燥，即可。

作为优选的技术方案之一，所述反应液I中BSA、抗坏血酸和Na₂SeO₃的质量摩尔比为40:5×10^-4：2×10^-4，mg：mol：mol。

作为优选的技术方案之一，所述反应液I与混合液的体积比为1～3:1～2，所述混合液中抗坏血酸与CoCl₂的摩尔比为1：1。

作为优选的技术方案之一，所述干燥为冷冻干燥。

2、用所述制备方法制备的一种CoSe@BSA纳米粒子药物。

3、所述CoSe@BSA纳米粒子药物在抗辐射中的应用。

4、一种药物制剂，含有CoSe@BSA纳米粒子药物和一种或多种药学上可以接受的载体或辅料。

5、所述的药物制剂在制备抗辐射药物中的应用。

本发明的有益效果在于：

本发明制备的CoSe@BSA纳米粒子药物，克服了化学小分子、蛋白等传统抗辐射药物不稳定、易被酶降解、体内半衰期短、性能单一、体内不易代谢和副作用强等缺点。具有多种功能：首先，纳米粒子药物可以通过清除体内过量的ROS和促进骨髓恢复造血等多种途径实现抗辐射，最大限度发挥其抗辐射作用；其次，纳米粒子药物具有BSA介导的主动骨髓靶向以及适合粒径介导的纳米粒子药物被动骨髓靶向，从而实现骨髓的主动靶向与被动靶向相结合；最后，纳米粒子药物能在体内降解，降解的产物能代谢排出体外，具有良好的生物安全性。

附图说明

图1为CoSe@BSA的透射电镜图(TEM)，A为明场图，B、C为CoSe@BSA为的元素分析，D为B、C的叠加图。

图2为雄性C57BL/6小鼠尾静脉注射100ul 2mg/kg CoSe@BSA纳米粒子药物或等体积生理盐水，每7天一次，连续给药4次，一个月后，取小鼠脏器做HE染色。

图3为CoSe@BSA纳米粒子药物清除辐照后细胞内过量ROS性能测试结果图，A、B、C、D为流式测试各组细胞种ROS含量的峰图，E为各组细胞ROS含量的定量图。

图4为CoSe@BSA纳米粒子药物抗辐射性能测试结果图，A、B、C、D为流式测试各组细胞凋亡分布图，E为各组细胞凋亡定量图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

实施例1

CoSe@BSA纳米粒子药物的制备及理化性质分析

将40mg BSA溶于10ml水中搅拌1h，加入10ml 0.05M抗坏血酸溶液反应0.5h，再加入4ml 0.05M Na₂SeO₃溶液反应1h，加入10ml 0.05M抗坏血酸溶液与10ml 0.05M CoCl₂溶液的混合液，反应3h，调pH至8，反应10h，14000的透析袋透析2天，冷冻干燥，得到CoSe@BSA纳米粒子药物。将制备的CoSe@BSA纳米粒子药物进行电镜检测，结果如图1中A-D所示，纳米粒子药物成球形，在水中具有良好的分散性，水合粒径约为80nm。

实施例2

CoSe@BSA纳米粒子药物抗辐射性能评估

1)药物安全性评价

雄性C57BL/6小鼠尾静脉注射100ul 2mg/kg CoSe@BSA纳米粒子药物或等体积生理盐水，每7天一次，连续给药4次，一个月后，观察小鼠存活率及体重变化，取小鼠脏器和外周血分别做HE染色和血常规分析，结果如图2所示，CoSe@BSA纳米粒子药物对小鼠主要脏器没有损伤，在体内具有很好的生物安全性，为CoSe@BSA纳米粒子药物在体内抗辐射应用奠定了良好的基础。

2)CoSe@BSA纳米粒子药物体外清除ROS的能力

取对数期的IEC-6细胞接种到96孔板中，每个孔接种细胞7000个培养过夜后。对细胞进行辐照(简称Rad)处理，将实验分组为Control，CoSe@BSA，Rad，Rad+CoSe@BSA组。CoSe@BSA组给予50ug/ml纳米粒子药物，Rad组给予10Gy辐照，Rad+CoSe@BSA组给予10Gy辐照后给予50ug/ml纳米粒子药物，24h后流式细胞仪检测各组ROS含量。结果如图3中A-E所示：Rad组在辐照处理后24小时，细胞的ROS含量会升高，Rad+CoSe@BSA组在辐照处理后给予50ug/ml的CoSe@BSA纳米粒子药物24小时后，细胞的ROS含量会下降到正常值。说明适量的CoSe@BSA纳米粒子药物具有优异的清除辐照后细胞内过量ROS性能。

3)CoSe@BSA纳米粒子药物抗辐射能力

取对数期的IEC-6细胞接种到96孔板中，每个孔接种细胞7000个培养过夜后。对细胞进行辐照(简称Rad)处理，将实验分组为Control，CoSe@BSA，Rad，Rad+CoSe@BSA组。CoSe@BSA组给予50ug/ml纳米粒子药物，Rad组给予10Gy辐照，Rad+CoSe@BSA组给予10Gy辐照后给予50ug/ml纳米粒子药物，24h后流式细胞仪测试各组细胞存活率。结果如图4中A-E所示：Rad组在辐照处理后24小时，IEC-6细胞的存活率为76.7％，Rad+CoSe@BSA组在辐照处理后给予50ug/ml的CoSe@BSA纳米粒子药物24小时后，IEC-6细胞的存活率为92.2％。说明适量的CoSe@BSA纳米粒子药物具有良好的抗辐射性能。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种CoSe@BSA纳米粒子药物的制备方法，其特征在于，所述制备方法为，将BSA溶于水中，加入抗坏血酸，反应10-30min，再加入Na₂SeO₃，反应1-3h，得到反应液I，向反应液I中加入抗坏血酸与CoCl₂的混合液，反应3-5h，调pH至8-11，反应10-14h，透析、干燥，即可。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应液I中BSA、抗坏血酸和Na₂SeO₃的质量摩尔比为40：5×10^-4：2×10^-4，mg：mol：mol。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应液I与混合液的体积比为1～3:1～2，所述混合液中抗坏血酸与CoCl₂的摩尔比为1：1。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述干燥为冷冻干燥。

5.权利要求1-4任一项所述的方法所制备的CoSe@BSA纳米粒子药物。

6.权利要求5所述的CoSe@BSA纳米粒子药物在制备抗辐射药物中的应用。

7.一种药物制剂，含有权利要求5所述的CoSe@BSA纳米粒子药物和一种或多种药学上可以接受的载体或辅料。

8.权利要求7所述的药物制剂在制备抗辐射药物中的应用。