[发明专利]一种脂质过氧化物生成器及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种脂质过氧化物生成器及其制备方法和应用；脂质过氧化物生成器包括脂质、铁源，通过脂质体的制备方法将铁源包裹在脂质中形成脂质体。该脂质体通过小窝蛋白介导的内吞作用摄取进入肿瘤细胞内，然后在酸性溶酶体环境中释放铁离子，进而在胞质中形成的铁氧化还原对可以催化不饱和脂质发生脂质过氧化，造成细胞内脂质过氧化物的堆积，最终引发肿瘤细胞发生铁凋亡，实现肿瘤治疗的目的。通过体外表征说明该脂质过氧化物生成器可以在铁氧化还原对的触发下生成脂质过氧化物；并通过细胞水平和动物水平的抑瘤活性评价，证明该脂质过氧化物生成器能够在肿瘤细胞内生成大量脂质过氧化物，有效地实现铁凋亡介导的肿瘤治疗。

技术领域

本发明涉及一种脂质过氧化物生成器及其制备方法和应用，属于脂质体技术领域。

背景技术

癌症是一种严重威胁人类健康的疾病，《2018年全球癌症报告》数据显示全球新增癌症病例1810万例，死亡人数达960万，全球癌症负担进一步加重。目前临床常用的治疗手段为手术治疗，放射性治疗，化学治疗。其中，化学治疗大多通过凋亡、坏死、自噬的方式实现肿瘤细胞的杀伤。但是大部分化疗药物存在溶解度低，稳定性差，毒副作用强，长期用药容易产生多药耐药等缺陷。因此发现并利用一种新的细胞死亡方式是实现癌症治疗的新途径。

2012年，Stockwell等人将铁依赖性的脂质过氧化物（lipid peroxidation, LPO）的积累而导致的细胞程序性死亡过程定义为铁凋亡。与已知的凋亡、坏死、自噬不同，铁凋亡发生的主要特征为大量的、铁离子依赖的 LPO的堆积，破坏了细胞中氧化还原平衡，导致细胞发生死亡。铁离子依赖的脂质过氧化是铁凋亡的主要下游特征，LPO是引发细胞发生铁凋亡的重要原因。作为铁凋亡发生的关键因素，机体内循环铁通常与转铁蛋白结合，以Fe³⁺的形式存在。Fe³⁺通过膜蛋白转铁蛋白受体1(transferrin receptor 1, TFR1)进入细胞，并存在于内涵体(endosome)中，在内涵体中Fe³⁺被铁氧化还原酶(iron oxide reductase,also termed STEAP3)还原为Fe²⁺。最后，Fe²⁺转运体1(divalent metal transporter 1,DMT1)介导Fe²⁺从内体中释放到细胞质中的动态铁库中，过量的铁则储存在铁蛋白(ferritin)中。细胞膜及细胞器膜上含有大量的不饱和脂质，可以被脂氧合酶（lipoxygenase, LOXs）和ROS等氧化形成LPO。当组织细胞内的铁稳态被破坏时，过量的铁通过芬顿反应与H₂O₂生成羟基自由基，进一步引起细胞内不饱和脂质发生过氧化，造成大量的LPO堆积在肿瘤细胞内，最终引起铁凋亡。据报道LPO通过两种途径发挥毒性作用：首先因为脂质负责维持细胞膜的完整性，大量的脂质发生过氧化会改变脂质的结构、组成、组装和脂质的流动性。此外作为高活性化合物，LPO的降解产物如丙二醛 (malonaldehyde, MDA)和4-羟基壬烯酸 (4-hydroxynonenal, HNE) 等，可以使细胞膜蛋白发生交联，从而使细胞膜的流动性和通透性发生改变，最终导致细胞结构和功能的改变，最终引起细胞死亡。

由于铁凋亡在肿瘤治疗中具有较大的潜力，近年来出现了大量的以芬顿反应引发脂质过氧化为基础的载铁纳米递送体系，通过二价铁离子与肿瘤细胞内的过氧化氢（hydrogen peroxide, H₂O₂）发生芬顿反应生成羟基自由基，进而将细胞膜及细胞器膜上的不饱和脂质氧化为脂质过氧化物，最终引发铁凋亡。