一种具有调控补体活性功能的纳米颗粒及其应用

本发明涉及生物医学，具体涉及一种具有调控补体活性功能的纳米颗粒及其应用。

背景技术：

1、补体系统是先天性和适应性体液免疫的组成部分。补体系统的过度激活是自身免疫性神经系统疾病最常见的原因，包括补体介导的癫痫、自闭症(autism)、重症肌无力、阿尔茨海默病(ad)、肌萎缩侧索硬化(als)、亨廷顿病、创伤性脑损伤及神经发育毒性等。补体系统的激活会促进大脑中小胶质细胞对神经元及突触的吞噬，导致突触损害，进一步加重神经系统疾病的症状。补体启动蛋白c1q激活下游的c3蛋白，c3蛋白对突触进行标记，通过小胶质细胞上的cr3受体介导小胶质细胞吞噬被标记的突触。由于补体系统参与了许多神经性疾病的发生与发展，靶向补体系统的治疗可以阻止补体介导的神经损伤。因此，有效抑制补体系统的激活已经成为治疗这类疾病的一种潜在方法。

2、许多研究致力于开发高效的抗补体药物以治疗相关神经性疾病，包括抑制补体系统起始蛋白c1q的激活，抑制补体转化酶的组装或促进转化酶的分解，以及抑制c5的裂解。由于c1q是补体系统的启动蛋白，且其介导的小胶质细胞突触吞噬会导致严重的突触损伤，因此，靶向c1q的抗补体药物尤为重要。目前药物开发主要的难题是无法有效穿越血脑屏障，导致中枢部位的血药浓度低，抗补体效果差。

3、与现有技术相比，纳米颗粒具有较小的尺寸、较强的修饰性以及可诊疗一体化等优势，已经被广泛应用于许多疾病的临床前研究。通过精心设计和调控，纳米材料的尺寸、结构及组成可以较好地满足临床需求。纳米材料在治疗补体相关疾病中的应用目前仍然较少，主要是由于纳米材料难以穿透血脑屏障，导致其对中枢补体的作用较弱，因此亟需发展一种具有调控补体活性功能的纳米颗粒来制备补体蛋白抑制剂或补体介导的神经性疾病药物以满足临床需求。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种具有调控补体活性功能的纳米颗粒及其应用。本发明利用可穿透血脑屏障、生物相容性高的超小硒化亚铜纳米颗粒，负载具有调控补体作用的类黄酮化合物，有效调控中枢神经系统的补体通路，具有较好的生物医学应用前景。

2、本发明通过以下技术方案实现：

3、本发明第一方面提供了一种具有调控补体活性功能的纳米颗粒，所述纳米颗粒包括cu2-xse纳米颗粒及其表面修饰物，所述表面修饰物为类黄酮化合物；其中，0≤x≤1；

4、所述类黄酮化合物选自紫云英苷(astragalin)、银锻苷(tiliroside)、没食子酸乙酯(ethyl gallate)、芦丁(rutin)、迷迭香酸(rosmarinic acid)和木犀草素(luteolin)中的一种或几种。

5、本发明利用cu2-xse纳米颗粒表面铜离子与类黄酮化合物之间的强配位作用，改善类黄酮化合物的水溶性，增加生物利用率，得到具有调控补体活性功能的水分散性好、生物相容性好、调控补体活性强的纳米颗粒。

6、进一步地，所述cu2-xse纳米颗粒经过稳定剂修饰，所述稳定剂选自聚乙烯基吡咯烷酮(pvp)、巯基丁二酸(msa)和牛血清蛋白(bsa)中的一种或几种。

7、进一步地，所述经过稳定剂修饰的cu2-xse纳米颗粒包括但不限于聚乙烯基吡咯烷酮(pvp)稳定的cu2-xse纳米颗粒(cu2-xse-pvp)、巯基丁二酸(msa)稳定的cu2-xse纳米颗粒(cu2-xse-msa)、牛血清蛋白(bsa)稳定的cu2-xse纳米颗粒(cu2-xse-bsa)。

8、进一步地，所述cu2-xse纳米颗粒与表面修饰物的质量比为1:(0.5～100)，优选为1:(0.5～20)，更优选为1:(0.5～1)。

9、进一步地，所述cu2-xse纳米颗粒的粒径为1～100nm。

10、优选地，所述cu2-xse纳米颗粒的粒径为1～20nm，纳米颗粒尺寸越小比表面积越大，可以提供更多表面铜离子。

11、本发明提供的具有调控补体活性的纳米颗粒尺寸可调，优选的超小纳米颗粒相对于大尺寸纳米颗粒而言，更大的比表面积可以修饰更多的配体，也更易透过血脑屏障，为体内实验提供基础可行性与安全性。

12、本发明第二方面提供了第一方面所述的具有调控补体活性功能的纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：将类黄酮化合物溶液加入cu2-xse纳米颗粒溶液中，搅拌后得到所述具有调控补体活性功能的纳米颗粒。

13、本发明利用“一锅法”制备不同尺寸的cu2-xse-pvp纳米颗粒、cu2-xse-msa纳米颗粒、cu2-xse-bsa纳米颗粒，同时利用这些纳米颗粒表面的二价铜离子可以与类黄酮化合物鳌合的特性，构建具有调控补体活性的纳米颗粒。该纳米颗粒的制备原料成本低、构建方法简单、抗补体作用及突触保护作用强、生物安全性高，极大克服了功能单一、制备复杂等难题。

14、进一步地，搅拌后还包括透析和超滤的步骤，除去未鳌合的类黄酮化合物，最终得到具有调控补体活性的纳米颗粒。

15、进一步地，所述搅拌在0～20℃下进行，搅拌时间为2～48h。

16、进一步地，所述类黄酮化合物溶液的溶剂选自水、乙醇、丙酮、二甲基亚砜(dmso)中的一种或几种，优选为二甲基亚砜(dmso)。

17、进一步地，所述类黄酮化合物溶液的浓度为1～100mg/ml。

18、进一步地，所述cu2-xse纳米颗粒溶液的溶剂为水和/或dmso。

19、进一步地，所述cu2-xse纳米颗粒溶液的浓度为0.1～10mg/ml。

20、进一步地，所述cu2-xse纳米颗粒溶液中cu2-xse纳米颗粒经过稳定剂修饰，经过稳定剂修饰的cu2-xse纳米颗粒的制备方法包括以下步骤：

21、s1.在惰性气体环境下，将硒粉分散于水中，得到分散体系；

22、s2.将还原剂加入上述步骤s1中的分散体系中，得到混合溶液；

23、s3.将铜盐分散至含有稳定剂的水溶液中，加入上述步骤s2中的混合溶液，反应结束后得到经过稳定剂修饰的cu2-xse纳米颗粒。

24、进一步地，在步骤s1中，所述分散体系中硒浓度为1～100mmol/l。

25、进一步地，在步骤s2中，所述还原剂为硼氢化钠。

26、进一步地，在步骤s2中，所述混合溶液中还原剂的浓度为30～300mmol/l。

27、进一步地，在步骤s3中，所述铜盐和稳定剂的摩尔比为1:(1～20)。

28、进一步地，所述铜盐和硒粉的摩尔比为(1～3):1。

29、进一步地，在步骤s3中，所述铜盐选自二水合氯化铜、硫酸铜和硝酸铜中的一种或几种。

30、进一步地，在步骤s3中，所述稳定剂选自聚乙烯基吡咯烷酮(pvp)、巯基丁二酸(msa)和牛血清蛋白(bsa)中的一种或几种。

31、进一步地，在步骤s3中，反应时间为1～6h。

32、进一步地，在步骤s3中，反应结束后还包括超滤分离的步骤。

33、本发明第三方面提供了第一方面所述的具有调控补体活性功能的纳米颗粒在制备补体蛋白抑制剂中的应用。

34、本发明提供的具有调控补体活性功能的纳米颗粒对补体经典途径(c1q，c3，ic3，c3b，c4，c4b，c5a，c5b)有抑制作用，能够有效抑制补体蛋白表达。

35、本发明提供的具有调控补体活性功能的纳米颗粒通过抑制补体通路能够调控小胶质细胞突触吞噬。

36、进一步地，所述补体蛋白抑制剂采用具有调控补体活性功能的纳米颗粒的水溶液。

37、进一步地，所述补体蛋白抑制剂中具有调控补体活性功能的纳米颗粒的浓度为0.01～1mm。

38、本发明的纳米颗粒具有优越的调控补体性能，能够很好的在低浓度下显著抑制补体系统，能够降低因剂量过大而导致的毒副作用。

39、本发明第四方面提供了第一方面所述的具有调控补体活性功能的纳米颗粒在制备补体介导的神经性疾病药物中的应用。

40、进一步地，所述相关神经性疾病为神经发育毒性、阿尔兹海默症、额颞叶痴呆、多发性硬化、精神分裂症或自闭症。

41、进一步地，所述神经发育毒性为麻醉剂七氟烷引发的神经发育毒性。

42、本发明提供的纳米颗粒在体外aβ蛋白诱导的ad模型及麻醉剂七氟烷诱导的神经发育毒性模型中体现出较好的调控补体活性，可以有效减少小胶质细胞溶酶体激活、抑制小胶质细胞吞噬、减轻突触损害，在治疗补体介导的阿尔茨海默症及麻醉剂七氟烷引发的神经发育毒性方面具有较高的潜在应用价值。

43、本发明的有益效果：

44、1.本发明利用cu2-xse纳米颗粒表面铜离子与类黄酮化合物之间的强配位作用，改善类黄酮化合物的水溶性，增加生物利用率，得到具有调控补体活性功能的水分散性好、生物相容性好、调控补体活性强的纳米颗粒。该纳米颗粒的制备原料成本低、构建方法简单、抗补体作用及突触保护作用强、生物安全性高，极大克服了功能单一、制备复杂等难题。

45、2.本发明提供的纳米颗粒在体外aβ蛋白诱导的ad模型及麻醉剂七氟烷诱导的神经发育毒性模型中体现出较好的调控补体活性，可以有效减少小胶质细胞溶酶体激活、抑制小胶质细胞吞噬、减轻突触损害，在治疗补体介导的阿尔茨海默症及麻醉剂七氟烷引发的神经发育毒性方面具有较高的潜在应用价值。