[发明专利]一种抑制肿瘤细胞糖代谢的纳米自组装材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种抑制肿瘤细胞糖代谢的纳米自组装材料及其制备方法和应用。所述纳米自组装材料是在室温下将mPEG‑SS‑PEI‑DSPE长链与阿霉素和DNA配体的混合物在水溶液中搅拌，随后将糖葡萄糖转运蛋白抑制剂BAY‑876溶解在三氯甲烷中，上述体系中，边超声边加热，冻干得到结构为BAY‑876@(mPEG‑SS‑PEI‑DSPE‑Dox‑Duplex)纳米自组装材料，可以很好的抑制肿瘤细胞的糖代谢。本发明采用一步法合成，该纳米材料可以很好的释放Dox和BAY‑876，分别作用于肿瘤细胞的DNA和葡萄糖转运蛋白，抑制肿瘤细胞的能量代谢，限制肿瘤细胞生长、繁殖。

技术领域

本发明是涉及一种抑制肿瘤细胞糖代谢的纳米自组装材料及其制备方法和应用，属于生物材料研究领域。

背景技术

根据全球癌症统计数据分析，截至到2018年，全球新增癌症确诊病例已经远超1800 万，其中死亡人数更是高达960万，而且亚洲的死亡人数更是占了其中的70％，令人触目惊心。目前临床上针对肿瘤的治疗手段主要包括外科手术，放射性治疗(放疗)以及药物治疗(化疗)三大传统肿瘤治疗手段。虽然这些治疗方式已经广泛应用于临床肿瘤治疗，但是手术治疗切除不干净，导致肿瘤复发转移，化疗引起的肿瘤耐药性，放疗对周边正常组织无差别的伤害性，已经无法满足现代肿瘤治疗的需求。与传统肿瘤治疗方式相比，新兴的纳米医学表现出了更强的特异性强和更丰富的功能性以及更小的副作用。但是面对种类繁多，微环境复杂多变的实体肿瘤(包括弱酸性，氧气匮乏，高活性氧浓度，多种过表达酶以及还原性微环境等等)，纳米药物呈现出的治疗效果也往往不尽人意。如肿瘤乏氧导致的氧依赖型治疗效率低下，光穿透力较弱导致的光敏型治疗效率低下，光热治疗引起的炎症因子升高导致的肿瘤复发等等，以上种种的原因导致肿瘤治疗不彻底，易复发、易转移。

葡萄糖作为自然界分布最广且最为重要的一种单糖，是活细胞的能量来源和新陈代谢中间产物，即生物的主要供能物质，也是人体热能最主要的来源。普通食物在被人体内消化后，主要以葡萄糖的形式被吸收利用。葡萄糖能够在细胞中参与细胞的呼吸作用，迅速被氧化并释放ATP，供给细胞的各项生理活动。此外，葡萄糖与脂类形成的糖脂是组成细胞膜与神经组织的成分，与蛋白质结合成糖蛋白可构成抗体、某些酶和激素等具有重要生物活性的物质。因此，合理的控制肿瘤细胞内的葡萄糖就可以限制肿瘤细胞的生长和增殖。

Zhang等(ACS Nano 2017,11,1419-1431)将葡萄糖转运蛋白1的抑制剂双氯芬酸包覆在金棒外面，运送到肿瘤细胞内，用于抑制葡萄糖转运蛋白1的活性，限制肿瘤细胞的能量代谢，同时利用金棒的光热作用，对肿瘤实施光热治疗。在多种治疗方式下，可以很好的杀死肿瘤细胞。Wei等(J.Mater.Chem.B,2018,6,2078--2088)将Cu2+和一种Zn2+的光敏剂组成有机金属骨架化合物，递送到肿瘤细胞内，利用Cu2+和ATP的亲和作用，减少肿瘤细胞内ATP的含量，限制其能量代谢，使肿瘤细胞的耐受性降低，从而增强光动力治疗效果，成功杀灭了肿瘤细胞。

发明内容

本发明目的是，提供一种抑制肿瘤细胞糖代谢的纳米自组装材料及其制备方法和应用。

本发明采用的技术方案是：

一种抑制肿瘤细胞糖代谢的纳米自组装材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、在室温下将阿霉素和DNA配体混合，得到混合物Dox-Duplex，再将 mPEG-SS-PEI-DSPE长链与混合物Dox-Duplex加入到去离子水中，在水溶液体系中搅拌均匀，超声10-30分钟，得到mPEG-SS-PEI-DSPE-Dox-Duplex的水溶液；

S2、随后将葡萄糖转运蛋白抑制剂BAY-876溶解在三氯甲烷中，缓慢滴入到步骤(1)所得mPEG-SS-PEI-DSPE-Dox-Duplex的水溶液体系中，边超声边加热，保持温度不超过50摄氏度，直到液体变得澄清透明，再离心冻干，最终得到结构为 BAY-876@(mPEG-SS-PEI-DSPE-Dox-Duplex)的纳米自组装材料。