[发明专利]一种靶向HIF低毒性的磁性纳米棒的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于靶向肿瘤细胞治疗磁性纳米材料制备领域，特指一种纳米Fe₃O₄表面改性的修饰、组装的方法及其在靶向肿瘤细胞磁性成像中的运用。

背景技术

四氧化三铁磁性颗粒广泛应用于生物医药和生物技术行业，例如，作为药物载体、MR成像剂、蛋白纯化剂、吸附剂和生物传感器。表面修饰磁性纳米颗粒可以通过外部磁场将其集中到特定位置，激活药物靶向性，用于可控肿瘤特异性纳米传输载体。纳米颗粒药物传输体、诊断剂必须具有对靶点的特异性结合作用，可以区分正常细胞和疾病细胞，有效避免治疗的系统毒性。

缺氧诱导因子(HIFs)是缺氧条件下触发线粒体从氧化磷酸化向厌氧糖酵解转换的开关，在实现能量代谢适应性调节的过程中起关键性作用。厌氧的糖酵解过程是它通过增加编码糖酵解酶和糖转运体基因的表达激活的。HIFs是细胞氧代谢、细胞恶性繁殖和癌细胞代谢变化之间普遍链接(G. L. Semenza, Hypoxia-Inducible Factors: Mediators of Cancer Progression and Targets for Cancer Therapy. Trends Pharmacol. Science 2012, 33, 207–214; N. God, M. Kanai, Hypoxia-Inducible Factors and their Roles in Energy Metabolism. Int J Hematol,2012,95, 457–463.)。作为一个转录激活因子，HIF与编码酶基因中的缺氧反应原件(HRE)的结合是在胞内O₂浓度降低时细胞正常代谢的关键。Semenza等人(G. L. Semenza,; G. L. Wang, A Nuclear Factor Induced by Hypoxia via De Novo Protein Synthesis Binds to the Human Erythropoietin Gene Enhancer at a Site Required for Transcriptional Activation. Mol. Cell. Biol. 1992, 12, 5447–5454.)发现，在人血红蛋白(EPO)基因中HIF的结合位点为5’-TACGTGCT-3’序列，还推测这种结合主要是两个鸟嘌呤的残基嵌入到HIF的大沟中，并且这个推测被Forsythe等证实(J. A. Forsythe, B. H. Jiang, N. V. Iyer, F. Agani, S. W. Leung, R. D. Koos, G. L. Semenza, Activation of Vascular Endothelial Growth Factor Gene Transcription by Hypoxia-Inducible Factor1. Mol cell.biol. 1996, 16, 4604–4613.)。随后，在许多不同代谢相关酶基因的HRE中鉴定出作为HIF的识别位点5’-RCGTG-3’ 序列，这些酶包括编码转铁蛋白、血管生长因子(VEGF)和糖酵解酶缩醛酶A、乳酸脱氢酶A、乳酸转运体、烯醇酶1、磷酸果糖激酶L、磷酸甘油酸激酶1等(G. L. Semenza, B. H. Jiang, S. W. Leung, R. Passantino, J. -P. Concordeti, P. Mairei, A. Giallongo, Hypoxia Response Elements in the Aldolase A, Enolase 1, and Lactate Dehydrogenase A Gene Promoters Contain Essential Binding Sites for Hypoxia-inducible Factor 1. Biochem. Mol. Biol. Int. 1996, 32529–32537; M. S. Ullah, A. J. Davies, A. P. Halestrap, The Plasma Membrane Lactate Transporter MCT4, but Not MCT1, Is Up-regulated by Hypoxia through a HIF-1α-dependent Mechanism. J. Bio. Chem. 2006, 281, 9030–9037.) 因此，HIF在大多数癌细胞中高表达。高表达的HIF是一项正常细胞与癌细胞不同的指标，可以作为靶向癌细胞的靶点。我们将磁性纳米颗粒经过表面修饰制备了一种可附载HIF靶向核酸适配体的新型磁性纳米棒，该纳米棒能借助磁共振成像技术识别肿瘤细胞，可望运用与肿瘤诊断和靶向药物输送体。