專利名稱：金屬富勒醇在抑制腫瘤生長中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米材料在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，具體地說，是金屬富勒醇Gd@C82(OH)22在抑制腫瘤生長中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
惡性腫瘤是威脅人類健康的重要疾病，目前已成為人類死亡的主要原因。在中國，肝癌，肺癌，胃癌和乳腺癌是發(fā)病率最高的腫瘤。目前全世界至少有700萬人死于癌癥，其中我國約130萬。癌癥除了致人死亡外，也給家庭和社會造成巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。新抗腫瘤藥物的不斷發(fā)現(xiàn)及深入研究已使腫瘤化學(xué)治療成為學(xué)科并使腫瘤內(nèi)科學(xué)得以誕生。Elion及Hitchings于1988年被授予諾貝爾醫(yī)學(xué)獎表明抗腫瘤藥的歷史性成就已舉世公認(rèn)。但是，抗腫瘤藥的研究面臨嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，這就是多數(shù)常見實(shí)體瘤如肺癌、肝癌、結(jié)腸癌及胰腺癌等還缺乏有效藥物，不少抗腫瘤藥在臨床應(yīng)用過程中產(chǎn)生耐藥性，副作用極大。環(huán)磷酰胺、阿霉素、順鉑等在起到治療作用的同時(shí)，產(chǎn)生骨髓抑制、消化道劇烈反應(yīng)、腎臟毒性等等度副作用，嚴(yán)重地限制了其臨床使用劑量。因此，新型抗腫瘤藥物研究勢在必行。
富勒烯C60是一種由碳原子構(gòu)成，納米尺度的球體分子，具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，在生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。在1993年，F(xiàn)riedman等于1993年在J.Am.Chem.Soc.1156506-6509理論計(jì)算模擬了富勒烯C60衍生物可以抑制HIV病毒的活性C60是強(qiáng)疏水性球形分子，直徑為0.71nm，而HIV是末端開口的圓柱狀分子，尺寸與C60直徑相似，其活性位置表面也是強(qiáng)疏水性的，兩者有可能以共價(jià)鍵結(jié)合，從而組織HIV病毒的生長。含有14核苷酸富勒烯衍生物和DNA的加合物可形成較穩(wěn)定的三螺旋結(jié)構(gòu)，在光催化下可對DNA進(jìn)行選擇性的位點(diǎn)切割。
由于富勒烯及其許多衍生物是疏水性的，無法與人體內(nèi)“靶分子”作用，使得它們在生物化學(xué)領(lǐng)域中的研究和應(yīng)用受到很大的限制。近年來，研究合成水溶性富勒烯衍生物方面的突破和成功，大大加速和拓寬了C60衍生物在生物方面的應(yīng)用。在水環(huán)境中，羥基衍生化的富勒烯并不是以單獨(dú)的分子形式存在的，而是通過與大分子相互作用團(tuán)聚成納米顆粒物，這些顆粒物有很好的生物親和性。如金屬富勒醇Gd@C82(OH)22包含一個(gè)磁性中心Gd離子和一個(gè)由C原子構(gòu)成的納米碳籠，其表面存在許多羥基基團(tuán)，這些羥基基團(tuán)通過與環(huán)境中的氫耦合形成水分子，因此Gd@C82(OH)22在生物體內(nèi)有很好的生物親和性。同時(shí)，進(jìn)行水溶化修飾后，富勒烯的毒性大大降低。
因此，需要化學(xué)治療藥物，對腫瘤具有足夠的治療效果，同時(shí)對機(jī)體的副作用小，本發(fā)明滿足了這些條件并具有相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種金屬富勒醇Gd@C82(OH)22的新用途，具體地說，是金屬富勒醇Gd@C82(OH)22在制備抑制腫瘤生長的藥物中的應(yīng)用。
我們知道，腫瘤組織的毛細(xì)血管壁上有許多納米尺寸的血液通道。假設(shè)這些血液通道恰好被同尺寸的納米粒子所堵塞，就會抑制血液的流通，進(jìn)而中斷了腫瘤組織的生長。為了驗(yàn)證這一觀點(diǎn)，我們進(jìn)行了此次實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)金屬富勒醇有一定的腫瘤抑制作用。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還包含以下方案一種腫瘤抑制組合物，其特征在于，包含金屬富勒醇Gd@C82(OH)22和生理鹽水。
優(yōu)選的，Gd@C82(OH)22的濃度為1×10-4～2×10-4mmol/kg。
制備該腫瘤抑制組合物時(shí)，只需要將各組分混合均勻即可。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是與目前臨床普遍使用的環(huán)磷酰胺相比，金屬富勒醇Gd@C82(OH)22具有用量小，毒性低，且腫瘤抑制率高的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為低劑量組注射后H22肝癌的生長曲線圖。
圖2為高劑量組注射后H22肝癌的生長曲線圖。
圖1和圖2中，(A)低劑量組[Gd@C82(OH)22]n注射量為1.0×10-4mmol/kg；CTX注射量為0.05mmol/kg；(B)高劑量組[Gd@C82(OH)22]n注射量為2.0×10-4mmol/kg；CTX注射量為0.1mmol/kg.圖中數(shù)據(jù)以(mean±SEM)表述，每組5至7只小鼠。
圖3為CTX組腫瘤抑制率和劑量關(guān)系曲線圖。
圖4為[Gd@C82(OH)22]n納米粒子組腫瘤抑制率和劑量關(guān)系曲線圖。
具體實(shí)施例方式
金屬富勒醇納米顆粒的制備發(fā)明人采用化學(xué)合成法制備了金屬富勒醇Gd@C82(OH)22，其制備方法與中國發(fā)明專利03146028.3相同，金屬富勒醇Gd@C82(OH)22的水溶性衍生物在生理鹽水中形成平均直徑為25nm的顆粒物。
動物品系昆明種雌鼠，體重為18到22g，共40只隨機(jī)分為6組。
腫瘤模型小鼠肝癌腹水型H22瘤株。
實(shí)驗(yàn)分組A.陰性對照組生理鹽水(saline)；B.陽性對照組環(huán)磷酰胺(Cyclophosvnamide，CTX)，臨床上普遍使用的一種抗癌藥物；C.藥物組[Gd@C82(OH)22]n，粒徑為25nm，濃度為1.57μgGd/ml。
給藥方式腹腔注射(intraperitoneal，i.p.)。
CTX和[Gd@C82(OH)22]n溶液以0.9％的生理鹽水為溶劑。
劑量設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)分兩個(gè)劑量組A.高劑量組CTX30mg/kg(0.1mmol/kg)，僅需在實(shí)驗(yàn)的前7天注射；[Gd@C82(OH)22]n，228g/kg(2×10-4mmol/kg)；低劑量組CTX15mg/kg(0.05mmol/kg)；[Gd@C82(OH)22]n，114g/kg(1×10-4mmol/kg)。
實(shí)驗(yàn)方法每只小鼠右后肢皮下接種小鼠肝癌腹水型H22瘤株1×106癌細(xì)胞(溶于100μl的0.9％生理鹽水中)，接種24小時(shí)后開始給藥0.2ml/只；實(shí)驗(yàn)期間每24小時(shí)給藥一次，每隔一天測量接種腫瘤的后肢直徑，記錄其生長情況；同時(shí)觀察小鼠的反應(yīng)情況；當(dāng)生理鹽水組小鼠右后肢直徑長到20mm左右時(shí)，停止實(shí)驗(yàn)(正常小鼠后肢直徑為6mm)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束摘除眼球取血，使用109mmol/L枸櫞酸鈉抗凝，血液與抗凝劑的比例為1∶9；摘取腫瘤，稱重；取臟器/器官并稱重，計(jì)算臟器系數(shù)；同時(shí)用10％的福爾馬林固定臟器/器官。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果注射[Gd@C82(OH)22]n納米材料后同注射CTX一樣可以抑制小鼠的腫瘤生長，且納米材料的腫瘤抑制特性優(yōu)于臨床普遍使用的抗腫瘤藥物CTX。從反映肝細(xì)胞損害最敏感的指標(biāo)是谷丙轉(zhuǎn)氨酶ALT和谷草轉(zhuǎn)氨酶AST的活性上分析，注射[Gd@C82(OH)22]n納米材料可顯著抑制荷瘤鼠兩種酶的增高，并且接近正常機(jī)體的水平。而環(huán)磷酰胺組ALT水平反而增加，說明其增加動物肝的損傷。
根據(jù)公式V＝4πr3/3計(jì)算腫瘤體積，并得到抑瘤率；結(jié)果發(fā)現(xiàn)低劑量組中0.1μmol/kg的[Gd@C82(OH)22]n抑制腫瘤生長的效率為32.9％(圖1和圖2)，雖然比0.05mmol/kg的CTX的抑瘤率52.0％低，但是其用藥量只是CTX藥量的1/500；另外，我們還比較了抑瘤率與藥物使用量之間的關(guān)系，當(dāng)把CTX的劑量提高0.05mmol/kg時(shí)，其腫瘤抑制率提高了15％，而把[Gd@C82(OH)22]n納米材料的使用劑量僅提高0.1μmol/kg時(shí)，其腫瘤抑制率就提高了26％(圖3和圖4)。
n抗肝癌H22活性數(shù)據(jù)表參見下頁的表1。
高劑量組[Gd@C82(OH)22]n對荷瘤小鼠血清總膽紅素，ALT，AST和肌苷水平的影響數(shù)據(jù)參見下頁的表2。
表1[Gd@C82(OH)22]n抗肝癌H22活性數(shù)據(jù)表

表2高劑量組荷瘤小鼠血清總膽紅素，ALT，AST和肌苷水平

注a與生理鹽水組比較P＜0.01.
權(quán)利要求
1.金屬富勒醇Gd@C82(OH)22在制備抑制腫瘤生長的藥物中的應(yīng)用。
2.一種腫瘤抑制組合物，其特征在于，包含金屬富勒醇Gd@C82(OH)22和生理鹽水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的腫瘤抑制組合物，其特征在于，所述的Gd@C82(OH)22的濃度為1×10-4～2×10-4mmol/kg。
全文摘要
本發(fā)明公開了金屬富勒醇Gd@C
文檔編號A61P35/00GK1739562SQ20051010349
公開日2006年3月1日 申請日期2005年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月19日
發(fā)明者趙宇亮, 陳春英, 邢更妹 申請人:中國科學(xué)院高能物理研究所