[发明专利]一种NGR-PEG-QD纳米材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物制药领域，特别涉及一种NGR-PEG-QD纳米材料及其制备方法。

背景技术

胶质瘤是中枢神经系统中最为常见的原发性恶性肿瘤，其发病率约为7.2/100,000。目前手术切除是治疗该疾病最有效的方法，但由于肿瘤全切困难，残留的肿瘤细胞无限增殖并导致胶质瘤复发，因此患者预后差，术后平均生存期通常少于14个月。因此对肿瘤细胞进行术前显影并在手术中实时显示出肿瘤轮廓以便尽可能有效全切胶质瘤将有助于避免术后复发，提高患者生存质量。

众所周知，构成血脑屏障(blood-brain-barrier，BBB)和血瘤屏障(blood-tumor-barrier，BTB)的脑血管内皮细胞与外周组织的血管内皮细胞有很大区别，脑血管内皮细胞有连续的紧密连接、不存在窗孔或孔隙很小，＜50nm(外周肿瘤细胞间隙为380-780nm，最大不超过2μm)、缺少胞饮作用等，这一坚固的屏障阻扰了绝大多数药物从血液进入脑组织而发挥其作用。同时，外周血液循环中的物质或药物要进入脑组织，除了需历经较长的体循环，躲避网状内皮细胞识别、吞噬和破坏，更主要的是还需依靠细胞旁路(被动转运)和跨细胞途径(主动转运)两种方式穿越血脑血瘤屏障。因此，一种能顺利通过体循环、跨越血脑屏障的生物材料必须要以纳米级粒径作为前提，才能顺利通过血脑屏障并靶向胶质瘤细胞。

量子点(Quantum Dot，QD)是一种能自发荧光的纳米晶体，尺寸限制在纳米量级。由于QD具有普通荧光物质无法比拟的光学特性，如荧光强度高，不易碎灭等，将其作为荧光探针用于生物医学分子标记和检测将拥有广阔的临床前景。CdSe/ZnS是构成QD的一种化学元素，它的激发波长范围极广，在350-650nm范围内均能被激发，尤其是在410-500nm范围内可激发出较强的绿光，且荧光可视浓度远小于细胞毒性浓度，因而在细胞或活体成像过程中避免了该物质自身带来的毒性作用。而且将QD进行聚乙二醇(PEG)化后，在很大程度上避免体内巨噬细胞对该物质的吞噬，因此能使QD有效进入长循环并随血流到达相应部位。

肿瘤的生长依靠周围血管中营养物质的供给，由于肿瘤细胞高代谢和无限增殖的特点，导致营养供应不足，肿瘤细胞处于长期缺氧状态，使之分泌大量血管生长相关因子，从而促进肿瘤微环境中血管内皮细胞活化和新生血管的形成。已有文献报道：肿瘤微环境中由于VEGF和bFGF等血管生长因子的释放以及缺氧将活化RAS信号通路并引起其下游PI-3K和ERK激活导致新生血管内皮细胞膜上CD13表达显著增高，而在正常静息状态下的血管内皮细胞中CD13表达阴性。CD13又名氨基肽酶N，是一种分子量约为150kDa的具有金属蛋白酶活性的跨膜糖蛋白，由967个氨基酸构成，通过近N端的跨膜螺旋区固定在细胞膜上。CD13基因编码序列定位于染色体15q25-26，基因全长35kb，包含20个外显子，拥有近端和远端两个启动子。目前已有大量证据表明CD13在甲状腺癌、肺癌、胃癌、胰腺癌、肝癌、结肠癌、前列腺癌、等恶性肿瘤中表达显著升高，并有助于肿瘤细胞生长，侵袭，迁移，粘附，耐药和血管形成。综上所述，针对CD13可能对胶质瘤及其肿瘤血管具有双靶向作用。

NGR多肽由天门冬氨酸-精氨酸-甘氨酸序列构成，是1998年用噬菌体展示技术筛选而得到的对活化的新生血管具有靶向性的短肽，能与活化的血管内皮细胞膜上CD13特异性结合，因此可作为CD13特异性配体。

发明内容

本发明提供了一种NGR-PEG-QD纳米材料及其制备方法，所述将QD外表包被一层PEG使该纳米材料能在长循环中不被巨噬细胞吞噬而顺利通过血液循环，并将PEG-QD与NGR连接，使其能够与肿瘤血管上的CD13特异性结合，同时利用QD的纳米粒径使其顺利通过BBB或BTB并与胶质瘤细胞膜上的CD13结合，最终依靠量子点自发荧光的特点靶向胶质瘤及其血管荧光成像。以便能够在荧光手术显微镜视野下确定胶质瘤切除程度及残留部分，达到手术过程中尽可能全切肿瘤的目的。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种NGR-PEG-QD纳米材料，所述纳米材料包括NGR多肽、PEG和QD，所述NGR多肽的氨基酸序列包括天门冬氨酸-精氨酸-甘氨酸，所述PEG吸附在QD表面，形成PEG-QD，所述NGR多肽通过生物素与亲和素的连接作用将NGR多肽与PEG-QD连接，即形成所述的NGR-PEG-QD纳米材料。

本发明的另一目的是通过以下技术方案实现的：

所述的NGR-PEG-QD纳米材料的制备方法，包括以下步骤：