[发明专利]类弹性蛋白多肽温度响应性纳米材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了类弹性蛋白多肽温度响应性纳米材料及其制备方法与应用。本发明公开的纳米材料，为类弹性蛋白多肽修饰纳米颗粒得到的材料；类弹性蛋白多肽具有肿瘤微环境响应性，是如下A1)或A2)：A1)氨基酸序列是序列表中序列1的蛋白质；A2)在蛋白质P的氨基酸序列中插入半胱氨酸残基或所述含有半胱氨酸残基的多肽得到的具有相同功能的蛋白质，所述蛋白质P为将序列1的第17‑21位所示的多肽进行30‑100次重复得到的蛋白质；纳米颗粒具有表面等离子共振效应，为金纳米颗粒、银纳米颗粒、铂纳米颗粒或金‑银复合纳米颗粒。实验证明，本发明的纳米材料具有较高的光热转化率和非常好的肿瘤抑制作用，可以用来治疗肿瘤。

技术领域

本发明涉及生物医药领域中类弹性蛋白多肽温度响应性纳米材料及其制备方法与应用。

背景技术

肿瘤光热治疗(photothermal therapy,PTT)作为一种利用局部过高热杀伤肿瘤的方法，研究由来已久，可用于近红外激光热疗的纳米材料种类繁多。包括：有机化合物如ICG，高分子如聚吡咯，碳纳米材料(碳纳米管、C₆₀)等共轭效应的纳米体系；无机类如金纳米材料(金纳米壳、金纳米棒、金纳米星)、钯纳米颗粒等。这些纳米材料本身具有近红外吸收特性，可直接用于光热治疗。但它们或具有毒性，或反应过程复杂不可控，难以临床应用。

金纳米颗粒(gold nanoparticles,GNPs)是一种广泛用于临床检测与治疗研究的纳米材料，具有良好的热传导特性，易于合成、可辅助CT成像，临床未见副作用。由于其表面的独特电子分布特性，GNPs彼此靠近后会产生表面等离子体共振效应(surface plasmonresonance,SPR)，导致吸收峰向近红外区移动，可将近红外区激光转化为热，从而用于肿瘤光热治疗。目前研究多利用高分子修饰GNPs进而组装为光热治疗纳米材料，所用高分子包括利用亲疏水作用组装的嵌段高分子或高分子混合物；利用微环境刺激下变构、自组装的pH响应性高分子；利用碱基互补配对自组装的DNA分子；或者直接在纳米凝胶内部原位合成GNPs得到的胶束。然而，这些GNPs胶束很不稳定，尤其是在体内复杂的环境中，当高分子间相互作用力不足以稳定高密度的GNPs时，胶束极易瓦解。同时，高分子合成复杂、成本高，分子量不可控，在质量控制中存在很大弊端。而且，其生物相容性、安全性也有待商榷。

类弹性蛋白多肽(elastin-like polypeptides,ELP)来源于弹性蛋白的疏水结构域，由五肽重复单元构成：(XGVPG)，其中X为除脯氨酸(Pro)外的任意氨基酸。ELP具有温度响应特性，其相转变过程可逆：当温度升高时，ELP由无规卷曲转变为螺旋构象，同时释放其结合的水分子，聚集沉淀；当温度降低时，ELP分子结构舒展，恢复可溶状态。

因此，研发合成简单、无毒、无免疫原性、生物相容的智能光热转化纳米材料，对于肿瘤光热治疗尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何治疗肿瘤。

为解决上述技术问题，本发明首先提供了纳米材料，其名称为ELP-GNPs，为类弹性蛋白多肽修饰纳米颗粒得到的材料；所述类弹性蛋白多肽具有肿瘤微环境响应性；所述纳米颗粒具有表面等离子共振效应。

上述纳米材料中，所述肿瘤微环境响应性可为温度响应性、pH响应性或肿瘤基质金属蛋白酶响应性。

上述纳米材料中，所述纳米颗粒在组装/聚集后具有近红外光热转化性能。

上述纳米材料中，所述类弹性蛋白多肽其名称为ELP，可为如下A1)-A6)中的任一种：

A1)氨基酸序列是序列表中序列1的蛋白质；

A2)氨基酸序列是序列表中序列1的第17-316位的蛋白质；

A3)将序列表中序列1所示或序列1的第17-316位的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；