[发明专利]富勒醇固体脂质纳米粒及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明属于辐射防护领域，具体涉及一种具有辐射防护功能的细胞核靶向的富勒醇固体脂质纳米粒。

背景技术

核能在国防、工业、农业和医学等领域广泛应用，在造福人类的同时，也带来严重的核辐射危机。2011年3月日本9.0级强震导致福岛核电站发生高温核燃料泄漏，电离辐射对机体的损伤及其防护已经得到了各国政府和研究人员的高度重视。放射性同位素在工业、农业等应用中的辐射防护非常重要，在肿瘤放射治疗时对正常组织与器官的保护也很重要。电离辐射是一切能引起物质电离的辐射总称，它作用于机体，辐射能量被生物组织吸收，导致分子发生激发和电离、自由基产生、化学键发生断裂、生物大分子发生变性，导致细胞、组织器官和系统发生变化，继而引起全身功能的变化，最终出现病理变化。射线的能量作用于水分子，产生大量的自由基如H^.、H₂、H₂O₂、 H_aq-、OH^.、e_aq-等，由于细胞核组织含有大量水分，机体的主要生物大分子（蛋白质、核酸、酶等）处于大量水分子（60%-70%左右）的包围中，这些自由基能够迅速作用于DNA、蛋白质、膜脂质分子等靶分子，造成生物大分子损伤、细胞周期紊乱及遗传变异等。DNA受到自由基的攻击，造成碱基与核糖氧化、单链及双链断裂等多种损伤。Templeteton等的实验证实低LET射线诱导的损伤90 %是由OH^. 引起，从而导致双链断裂(double strand break ，DSB) ，由于双链断裂可直接致染色体畸变和遗传物质丢失，所以双链断裂是 DNA分子结构及遗传学完整性的最关键性损伤，也是细胞死亡的主要原因之一。在众多水辐解产物中 ，OH^. 在导致辐射损伤中具有重要地位，一方面与OH^. 在体内的扩散距离可达215 nm，对靶分子的危害性较大有关，另一方面也与体内尚无专一清除OH^. 的物质有关。所以，理想的自由基清除剂应当能够进入到细胞内，特别是细胞核内，在电离辐射产生自由基的瞬间立即清除DNA和生物膜周围的自由基。尽管人体内有天然存在的自由基清除剂（如SOD等），但是这些自由基清除剂无法进入到细胞核内发挥作用，特别是没有OH^.、e_aq-等自由基的天然清除剂。目前国内外研制了不少辐射防护剂，但是效果不尽理想，不同程度存在防护效价低、稳定性差、有效时间短、毒副作用大和口服效果差等缺点，同时，这些药物主要是针对细胞膜的保护。

1985年美国的Smally，Curl和英国的Kroto首次发现富勒烯（fullerene，C60），而富勒烯的水溶性多羟基衍生物—富勒醇是良好的自由基清除剂，它能够清除OH^.、e_aq-等自由基，尤其与OH^.和e_aq-的反应速率常数可达0.5～3.3×10¹⁰M^-1S^-1。水溶性富勒醇能够快速地穿过细胞膜，到达细胞内，主要分布在胞浆以及线粒体等细胞器中。并且，富勒烯的毒理学研究表明其是低毒化合物。根据放射生物学的“靶学说”和大量的实验数据，电离辐射作用的“靶”主要是基因组DNA，其次是包括质膜、核膜和细胞器膜在内的生物膜，而DNA主要分布在细胞核内，自由基会在很短的时间内攻击靶分子DNA，所以理想的自由基清除剂应当能够进入到细胞内尤其是细胞核内，在电离辐射产生自由基的瞬间立即清除DNA和生物膜周围的自由基。而现有的辐射防护药物，主要都是针对细胞膜的保护，未见辐射防护药物能够进入细胞核内的报道。

现有技术中，关于多羟基富勒醇的应用，主要有以下报道：

(1) 公开号为101397132 A的中国发明专利申请公开说明书公开了一种水溶性富勒烯衍生物，所述富勒烯衍生物包括以通式C₆₀O_XH_Y (10<Y≤X<50)表示的富勒醇或以通式C₆₀(C(COOH)₂)N (N=1-3)表示的富勒烯羧基衍生物；所述水溶性富勒烯衍生物具有抑制肿瘤的作用，与目前临床普遍使用的环磷酰胺、顺铂、紫杉醇等相比，富勒醇和羧基化富勒烯纳米颗粒具有用量小，毒性低，且具有抑制肿瘤生长和抑制肿瘤转移的优点。

(2) 将不同的化学基团结合到富勒烯分子上，形成新的富勒烯衍生物，用于不同的目的。