本發(fā)明屬于抗腫瘤藥物領(lǐng)域,具體涉及一種人參來(lái)源的納米顆粒在制備治療腫瘤的藥物中的應(yīng)用。
背景技術(shù):
腫瘤微環(huán)境(tumormicroenvironment)是指在腫瘤生長(zhǎng)過(guò)程中,由腫瘤細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞(包括成纖維細(xì)胞、免疫和炎性細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、膠質(zhì)細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞,以及一些血管內(nèi)皮細(xì)胞等)和細(xì)胞外基質(zhì)等共同構(gòu)成的局部穩(wěn)態(tài)環(huán)境,為腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲、轉(zhuǎn)移等提供了必要的物質(zhì)基礎(chǔ)。腫瘤微環(huán)境對(duì)腫瘤有著重要的支持和促進(jìn)作用。如何能夠干預(yù)、改善腫瘤微環(huán)境,是防止腫瘤發(fā)展、轉(zhuǎn)移的核心問(wèn)題。
近年來(lái)研究表明,腫瘤微環(huán)境中生長(zhǎng)的巨噬細(xì)胞——腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor-associatedmacrophages,tam)是腫瘤微環(huán)境的重要組成成分,在腫瘤發(fā)展及轉(zhuǎn)移的各個(gè)階段中起關(guān)鍵作用。!
巨噬細(xì)胞(macrophage,
基于tam在腫瘤微環(huán)境中的重要作用,如何發(fā)揮巨噬細(xì)胞的異質(zhì)性和可塑性,促使tam向m1型極化,從而改善腫瘤微環(huán)境,可能成為腫瘤免疫治療的重要靶點(diǎn)。
人參是我國(guó)最重要的中藥材之一,被譽(yù)為“百草之王”,有非常高的藥用價(jià)值。人參所產(chǎn)生的納米顆粒級(jí)微泡攜帶有多種人參的有效成分,可能是其發(fā)揮藥效的重要途徑之一?;谌藚㈤_發(fā)有抗腫瘤功能的新型藥物尚未得到有效的開發(fā)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可量化生產(chǎn)的人參來(lái)源的納米顆粒(英文名:ginsengderivednano-particles,簡(jiǎn)稱gdnps),將之應(yīng)用于制備治療腫瘤的藥物。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種人參來(lái)源的納米顆粒在制備治療腫瘤的藥物中的應(yīng)用。
所述治療腫瘤的方法為逆極化腫瘤相關(guān)的巨噬細(xì)胞。
所述逆極化腫瘤相關(guān)的巨噬細(xì)胞的方法為:下調(diào)m2型巨噬細(xì)胞的表面標(biāo)志分子及上調(diào)m1型巨噬細(xì)胞的表面標(biāo)志分子,上調(diào)m1型巨噬細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子,改變腫瘤微環(huán)境中m1/m2型巨噬細(xì)胞的比例,從而改善腫瘤微環(huán)境,殺傷腫瘤。
所述m2型巨噬細(xì)胞相關(guān)的表面標(biāo)志分子為白細(xì)胞分化抗原206(cd206);所述m1型巨噬細(xì)胞相關(guān)的表面標(biāo)志分子為toll樣受體2/4(tlr2/4)、白細(xì)胞分化抗原80(cd80)、白細(xì)胞分化抗原86(cd86)、主要組織復(fù)合體2(mhc-ii)中的一種或多種;所述m2型巨噬細(xì)胞相關(guān)基因?yàn)榫彼崦?(arg-1)、白細(xì)胞分化抗原206又稱巨噬細(xì)胞甘露糖受體(cd206)、白細(xì)胞介素10(il-10)、類幾丁質(zhì)酶3樣分子(chi313)中的一種或多種;所述m1型巨噬細(xì)胞相關(guān)基因?yàn)榘准?xì)胞介素6(il-6)、腫瘤壞死因子α(tnf-α)、白細(xì)胞分化抗原80(cd80)、趨化因子9(cxcl9)、趨化因子3(ccl3)、誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶(inos)等中的一種或多種;所述m1型巨噬細(xì)胞相關(guān)的免疫活性細(xì)胞因子為腫瘤壞死因子α(tnf-α)、白細(xì)胞介素6(il-6)中的一種或多種。
所述人參來(lái)源的納米顆粒,具有膜結(jié)構(gòu),粒徑范圍為150-500nm,峰值粒徑為280~350nm。
所述人參來(lái)源的納米顆粒通過(guò)如下步驟制備:
(1)將新鮮、洗凈的人參通過(guò)低速螺旋擠壓榨出原漿;
(2)將步驟(1)中所得原漿通過(guò)篩網(wǎng)過(guò)濾除雜,收集濾液;
(3)將步驟(2)中得到的濾液依次進(jìn)行低速、中速、高速和超速離心,每次離心后棄去沉淀,收集上清液進(jìn)行下一次離心,其中最后一次離心,收集沉淀;
(4)將步驟(3)中所述最后一次離心收集的沉淀用緩沖液重懸后超速離心1次,收集沉淀;所述沉淀用緩沖液再次重懸后高速離心,收集上清液;所述上清液通過(guò)除菌級(jí)濾膜即得人參來(lái)源的納米顆粒。
優(yōu)選的,以上操作在4~25攝氏度環(huán)境中進(jìn)行。
步驟(1)中,所述低速螺旋擠壓的轉(zhuǎn)速為30~60轉(zhuǎn)/分鐘。
步驟(2)中,所述篩網(wǎng)為200~2000目,優(yōu)選為200~1000目。
步驟(3)中,所述低速離心的離心力為100~500×g,離心時(shí)間為5~10分鐘;所述中速離心的離心力為1000~5000×g,離心時(shí)間為10~30分鐘;所述高速離心的離心力為8000~12000×g,離心時(shí)間為30~60分鐘;所述超速離心的離心力為100000~200000×g,離心時(shí)間為60~120分鐘,所述低速、中速、高速和超速離心的次數(shù)為至少1次。
優(yōu)選的,所述低速離心的離心力為200~500×g;所述中速離心的離心力為2000~5000×g;所述高速離心的離心力為100000~12000×g;所述超速離心的離心力為100000~120000×g。
步驟(4)中,所述緩沖液為磷酸鹽緩沖液,所述緩沖液的ph范圍為ph7.2~7.4;所述超速離心的離心力為100000~200000×g,離心時(shí)間為60~120分鐘;所述高速離心的離心力為8000~12000×g,離心時(shí)間為30~60分鐘;所述除菌級(jí)濾膜的孔徑為0.45μm。
本發(fā)明所述的人參來(lái)源的納米顆粒材料來(lái)源廣泛,可以是人參、西洋參、三七、黨參、太子參、丹參、玄參;本發(fā)明制備方法,具有易操作、耗時(shí)少等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明所述的人參來(lái)源的納米顆粒材料制備方法參考申請(qǐng)?zhí)枮?017100944577的專利中的方法制備。
有益效果:本發(fā)明的人參來(lái)源的納米顆粒在制備治療腫瘤的藥物中的應(yīng)用能夠有效地使腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞從促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)的m2型向抗腫瘤的m1型極化,同時(shí)上調(diào)m1型相關(guān)的tlr2/4、cd80等多種表面活性分子,并分泌tnf-a、il-6等細(xì)胞因子,從而改善腫瘤微環(huán)境,在開發(fā)用于制備天然抗腫瘤藥物方面有著良好的應(yīng)用前景。
附圖說(shuō)明
圖1為電鏡觀察gdnps的形態(tài);
圖2為馬爾文粒徑儀分析的人參來(lái)源的納米顆粒的粒徑大小及分布;
圖3為單核-巨噬細(xì)胞吞噬gdnps;
圖4為gdnps體外下調(diào)m2型巨噬細(xì)胞相關(guān)表面標(biāo)志分子,同時(shí)上調(diào)m1型相關(guān)表面標(biāo)志分子;
圖5為gdnps體外下調(diào)m2型巨噬細(xì)胞相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄,同時(shí)上調(diào)m1型相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄;
圖6為gdnps體外促使m2型巨噬細(xì)胞分泌tnf-α、il-6等m1型細(xì)胞因子;
圖7為gdnps治療黑色素瘤在體實(shí)驗(yàn)示意圖;
圖8為各組小鼠實(shí)驗(yàn)期間腫瘤生長(zhǎng)曲線;
圖9為各組小鼠腫瘤最終體積;
圖10為各組小鼠腫瘤最終重量;
圖11為各組小鼠腫瘤最終大小;
圖12為各組小鼠腫瘤組織中巨噬細(xì)胞占淋巴細(xì)胞的比例;
圖13各組小鼠腫瘤組織中m1/m2型巨噬細(xì)胞數(shù)量的變化。
具體實(shí)施方式
根據(jù)下述實(shí)施例,可以更好地理解本發(fā)明。然而,本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解,實(shí)施例所描述的內(nèi)容僅用于說(shuō)明本發(fā)明,而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。
實(shí)施例1:人參來(lái)源的納米顆粒的制備
(1)將新鮮人參用清水洗凈,在20℃環(huán)境中通過(guò)低速螺旋擠壓技術(shù)榨出原漿;
(2)將榨出的原漿在20℃環(huán)境中經(jīng)500目篩網(wǎng)過(guò)濾除雜,收集濾液;
(3)將收集的濾液先以200×g,離心10分鐘,棄沉淀,收集上清;再將上清液以2000×g,離心30分鐘,棄沉淀,收集上清;再將上清液以10000×g,離心60分鐘,棄沉淀,收集上清;最后將上清液以120000×g,離心60分鐘,收集沉淀;
(4)將沉淀用ph7.2的磷酸鹽緩沖液重懸后,以120000×g,離心60分鐘,收集沉淀;將沉淀再次用ph7.2的磷酸鹽緩沖液重懸后,以10000×g,離心60分鐘,收集上清液;最后通過(guò)孔徑為0.45μm的除菌級(jí)濾膜后即獲得納米級(jí)顆粒。保存于-20℃~-80℃中。
實(shí)施例2:電鏡觀察gdnps的形態(tài)
將提取好的gdnps120000×g,60分鐘超速離心后使其沉淀并壓縮緊密,棄上清,沉淀用2.5%(v/v)戊二醛固定,送電鏡室進(jìn)行處理,上鏡觀察gdnps的形態(tài)。如圖1所示:電鏡下可見(jiàn)gdnps為具有膜結(jié)構(gòu)的納米顆粒,大小在150-500nm之間,證實(shí)有效募集了人參來(lái)源的納米級(jí)微體。
實(shí)施例3:馬爾文粒徑儀分析的人參來(lái)源的納米顆粒的粒徑大小及分布
將提取好的gdnps通過(guò)馬爾文粒徑儀進(jìn)行粒徑檢測(cè),如圖2所示,gdnps的峰值均一性較好。
實(shí)施例4:gdnps體外促進(jìn)單核-巨噬細(xì)胞集落的形成以及增殖
1.骨髓來(lái)源的單核-巨噬細(xì)胞(bonemarrowderivedmacrophages,bmdm)的獲取
①脫頸處死c57/bl6小鼠,酒精浸泡5分鐘,固定小鼠后將小鼠后肢前部的皮毛剝置足部,鈍性分離肌肉剪下大腿,放入盛有無(wú)菌pbs的培養(yǎng)皿中。
②鑷子夾住腿骨,用剪刀剔除其余肌肉,在關(guān)節(jié)處剪斷腿骨。
③用1ml注射器吸取培養(yǎng)皿中的pbs,將針頭刺入骨髓腔,反復(fù)沖洗骨髓至骨髓變白,將骨髓沖洗液過(guò)濾篩網(wǎng)。
④取小鼠骨髓,裂解紅細(xì)胞,調(diào)整細(xì)胞濃度至1×106個(gè)/ml,培養(yǎng)基:dmem(gibco)+10%fbs(gibco)+20ng/mlm-csf(peprotech)。
⑤算第0天取骨髓,第3天,每皿添含20ng/mlm-csf的完全培養(yǎng)基。
⑥5天后,每皿添加20ng/mlm-csf的完全培養(yǎng)基。
⑦7天后,胰酶消化bmdm,加入6孔細(xì)胞培養(yǎng)板中,每孔2×106個(gè)細(xì)胞,加入1ml或2ml培養(yǎng)基。
2.bmdm對(duì)gdnps的攝取
①于前一天通過(guò)fitc標(biāo)記的anti-mousef4/80antibody將bmdm染色,并加入帶有爬片的培養(yǎng)皿中,使其貼壁生長(zhǎng)。
②將100ulgdnps用稀釋液稀釋至250ul。
③將1ulpkh26加入250ul稀釋液中,作為染料。
④將稀釋的gdnps加入到染料中,快速混合。
⑤25℃孵育的2-5分鐘,定時(shí)輕輕顛倒離心管保證在25℃充分混勻。
⑥加入等量血清中止染色反應(yīng)孵育1分鐘。
⑦120000×g,60分鐘超速離心。
⑧吸棄上清,將染色的gdnps用100ulpbs重懸。
⑨以20ug/ml的濃度將gdnps加入培養(yǎng)的bmdm中,培養(yǎng)24小時(shí)。
⑩取出爬片,激光共聚焦觀察單核-巨噬細(xì)胞對(duì)gdnps的吞噬。
如圖3所示:f4/80是小鼠單核-巨噬細(xì)胞的特異性表面標(biāo)志分子,通過(guò)fitc標(biāo)記的anti-mousef4/80antibody使小鼠bmdm帶有綠色熒光,而pkh26是一種紅色的膜染料,能夠與gdnps表面的膜結(jié)合。在激光共聚焦顯微鏡下,可以明顯的觀察到單核-巨噬細(xì)胞胞內(nèi)出現(xiàn)了多個(gè)紅色顆粒,表明單核-巨噬細(xì)胞能夠有效的吞噬gdnps。
實(shí)施例5:gdnps體外下調(diào)m2型巨噬細(xì)胞表面標(biāo)志分子,同時(shí)上調(diào)m1型相關(guān)表面標(biāo)志分子
①通過(guò)m-csf(20ng/ml)誘導(dǎo)獲得c57/bl6小鼠的bmdm,添加il-4(20ng/ml)和il-13(20ng/ml)使其分化為m2型巨噬細(xì)胞。
②加入gdnps(20ug/ml),72小時(shí)后,吸去培養(yǎng)上清,pbs清洗一遍后胰酶消化細(xì)胞。
③添加培養(yǎng)液終止消化,1200rpm離心收集巨噬細(xì)胞,fc阻斷劑封閉(室溫,20分鐘)。
④分別加入anti-mousecd206、cd80、cd86、tlr2、tlr4、mhc-ii等單克隆抗體染色(室溫,30分鐘),pbs洗2次。流式細(xì)胞儀鑒定上述分子的表達(dá)情況。
如圖4所示:gdnps能夠顯著的下調(diào)m2型巨噬細(xì)胞的表面標(biāo)志分子cd206,同時(shí)上調(diào)m1型巨噬細(xì)胞的表面標(biāo)志分子(cd80、cd86、tlr2、tlr4、mhc-ii等)。從表面分子標(biāo)志的結(jié)果證實(shí)gdnps能夠使m2型巨噬細(xì)胞向m1型極化。
實(shí)施例6:gdnps體外下調(diào)m2型巨噬細(xì)胞相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄,同時(shí)上調(diào)m1型相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄
1.巨噬細(xì)胞總rna的提取
①實(shí)施例3中的部分細(xì)胞,加入1mltrizol,吸入1.5mlep管中,吹打至液體澄清無(wú)細(xì)胞團(tuán)塊,顛倒混勻10下,室溫放置5分鐘。
②加入200ul氯仿,劇烈震蕩15秒,進(jìn)行rna抽提,室溫放置3分鐘。
③4℃,12000rpm,15分鐘離心。
④吸取上層水相至新的1.5mlep管中,加入等體積異丙醇,顛倒混勻,室溫放置10分鐘。
⑤4℃,12000rpm,10分鐘離心。
⑥棄上清,加入預(yù)冷的0.5ml的75%乙醇(depc水配)洗滌沉淀,混勻后,4℃,7500rpm,5分鐘離心。
⑦棄上清,室溫下干燥5-10分鐘。
⑧加入20-60ul去離子水溶解rna,吹打混勻,置于56℃水浴鍋中10分鐘。
⑨快速震蕩離心后于酶標(biāo)儀檢測(cè)rna濃度。
2.cdna的合成
①根據(jù)revertraaceqpcrrtkit說(shuō)明書進(jìn)行
②根據(jù)rna濃度調(diào)整,取1ng-5μg總rna作為模板。反應(yīng)體系如下:
③將以上加入無(wú)核酸酶的pcr管中,加入總rna模板適量體積后,剩余加去離子水補(bǔ)足至20ul,所有操作均在冰上進(jìn)行。
④反應(yīng)條件:42℃,15分鐘→85℃,5秒→4℃,∞,反應(yīng)后獲得cdna,-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>
3.熒光定量pcr反應(yīng)
①以上述cdna為模板,gapdh為內(nèi)參,參照sybrgreenrealtimepcrmastermix說(shuō)明書操作測(cè)定m1/m2巨噬細(xì)胞相關(guān)基因il-6、tnf-α、cd80、cxcl9、ccl3、inos/arg-1、cd206、il-10、chi313等的mrna的表達(dá)。
②根據(jù)real-timepcr試劑盒的說(shuō)明配制反應(yīng)液:
③反應(yīng)條件:95℃30秒→pcr循環(huán)(x40循環(huán)):95℃,5秒;55℃,10秒退火;72℃,15秒延伸→制備熔解曲線統(tǒng)計(jì)分析
④以gapdh作為內(nèi)參,反應(yīng)完畢后確認(rèn)real-timepcr的擴(kuò)增曲線和熔解曲線,檢測(cè)各模板的ct值,所有樣品重復(fù)3次,用2-△△ct法計(jì)算細(xì)胞中mrna水平的相對(duì)表達(dá)量。
如圖5.所示,gdnps能夠降低m2型巨噬細(xì)胞相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平,同時(shí)上調(diào)m1型細(xì)胞相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平,從m1/m2相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平的結(jié)果證實(shí)gdnps使m2型巨噬細(xì)胞向m1型極化。
實(shí)施例7:gdnps體外促使m2型巨噬細(xì)胞分泌tnf-α、il-6等細(xì)胞因子
實(shí)施例3的培養(yǎng)上清中tnf-α、il-6檢測(cè)(elisa法)
①按說(shuō)明書要求稀釋捕獲抗體(anti-mousetnf-α或il-6),以100ul/孔量包被于96孔板,4℃過(guò)夜。
②用pbst(含0.5%吐溫的pbs)洗板3次,每次3分鐘。之后用2%的羊血清封閉液封閉,37℃,2小時(shí)。
③pbst洗板3次。將培養(yǎng)上清樣本及標(biāo)準(zhǔn)品稀釋液按順序加入封閉好的96孔板內(nèi),37℃孵育1小時(shí)。
④pbst洗板5次,加入hrp-antimouse-tnf-α或il-6(1:10000),37℃孵育1小時(shí)。
⑤pbst洗板5次,加入tmb顯色液,37℃孵育15分鐘。
⑥加入h2so4終止液,450nm測(cè)定od值。
⑦根據(jù)od值計(jì)算tnf-α或il-6的濃度。
如圖6.所示,gdnps能夠促使m2型巨噬細(xì)胞分泌m1型相關(guān)的細(xì)胞因子(tnf-α和il-6),從分泌的細(xì)胞因子角度證實(shí)gdnps能夠使m2型巨噬細(xì)胞向m1型極化。
實(shí)施例8:gdnps體內(nèi)使腫瘤微環(huán)境中的m2型巨噬細(xì)胞極化為m1型,從而抑制腫瘤的生長(zhǎng)
①雄性c57/bl6小鼠,體重18-20克,購(gòu)于揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心。適應(yīng)性生長(zhǎng)1周。
②小鼠右側(cè)腋下皮下接種小鼠黑色素瘤細(xì)胞-b16f10(2.5×105個(gè)/只),逐日觀察。
③種瘤7天后,小鼠移植瘤大小平均值達(dá)到50-120mm3,將荷瘤小鼠隨機(jī)分為3組:荷瘤模型組(腹腔注射pbs)、灌胃治療組(gdnps150ug/只)、腹腔注射治療組(gdnps100ug/只),治療間隔時(shí)間為3天(圖7)。
④逐日觀察各組小鼠生長(zhǎng)狀態(tài),每2天測(cè)小鼠體重及腫瘤體積(腫瘤體積計(jì)算=長(zhǎng)×寬2/2)
⑤治療11天后,測(cè)體重后眼眶采血,引頸處死小鼠,剝離腫瘤組織測(cè)量體積并稱重,其余主要臟器分離后甲醛固定。
⑥取部分小鼠腫瘤組織,膠原酶消化30分鐘后研磨,過(guò)200目濾網(wǎng)獲得腫瘤組織單細(xì)胞懸液,fc阻斷劑封閉(室溫,20分鐘)。
⑦分別加入anti-mousecd45、cd11b、cd206、cd80等單克隆抗體染色(室溫,30分鐘),pbs洗2次。流式細(xì)胞儀鑒定上述分子的表達(dá)情況。
結(jié)果顯示:gdnps的灌胃治療及腹腔注射治療皆能抑制小鼠黑色素瘤的生長(zhǎng)(圖8~11);通過(guò)對(duì)各組小鼠腫瘤組織淋巴細(xì)胞比例的分析,發(fā)現(xiàn)gdnps的灌胃治療及腹腔注射治療組小鼠的腫瘤組織中,巨噬細(xì)胞在淋巴細(xì)胞中的比例要顯著高于荷瘤模型組(圖12);同時(shí),灌胃治療及腹腔注射治療組小鼠的腫瘤組織中m1/m2巨噬細(xì)胞的比例要顯著高于(圖13)。這些結(jié)果提示我們:gdnps在體內(nèi)能夠有效地將腫瘤組織中的m2型巨噬細(xì)胞向m1型極化,改善腫瘤微環(huán)境,抑制腫瘤的生長(zhǎng)。