[发明专利]携带视网膜色素上皮细胞衍生因子的超顺磁纳米载体

说明书

技术领域

本发明属生物技术领域，具体涉及一种携带视网膜色素上皮细胞衍生因子(PEDF)的超顺磁纳米载体(PEDF-USPIO)。

背景技术

研究显示，脑胶质瘤源自脑内神经胶质细胞，是最常见的脑部恶性肿瘤，约占颅内肿瘤的50％，其恶性表型以迅速增殖、局部侵袭和血管生成为主要特征。虽然对胶质瘤治疗的许多研究工作在进行，但其发生、发展和恶化的机理以及相关治疗方法却一直未见明显的突破。临床实践显示，即使经历了手术、术后放射治疗以及化学治疗，甚至应用还不成熟的生物治疗等方法，大多数患者复发和进展仍不可避免，所以发现和开辟新的治疗方法已成为研究者们关注的热点。

视网膜色素上皮细胞衍生因子(pigment epithelium derived factor，PEDF)是一种神经营养因子，最先在胎儿视网膜色素上皮细胞(retinal pigment epithelial，RPE)培养液中发现，它可以诱导体外培养的视网膜神经母细胞瘤细胞Y79分化，继而，研究发现它存在于人体许多组织中，特别在脑组织中有大量表达。PEDF除了对培养的视网膜母细胞瘤细胞中有神经营养作用，对正常神经细胞也有作用。Taniwaki等研究发现，PEDF对正常小脑颗粒细胞(cerebellar granule cell，CGC)有营养作用；Bilak等发现PEDF还能维持脊索的大体形态和神经元总数；PEDF可以有效地促进脊髓运动神经元的生长分化，避免神经变性；除了营养神经效果，PEDF还能通过激活NFkappaB和ERK1/2途径，有效保护神经元免受谷氨酸盐介导的神经毒性侵害。Sugita和同事还观察到PEDF另一个惊人的特性。随着神经元的死亡，CGC培养液中原先混有的胶质细胞会迅速增殖，最后会占据整个培养皿。然而存在PEDF的情况下，星形胶质细胞生长相当缓慢，小胶质细胞形态改变，加速衰老。PEDF完全阻止集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimulation factor，GMCSF)对胶质细胞的分裂作用，被称之为“胶质细胞静息”效应。PEDF还能有效抑制新生血管形成，PEDF抑制血管内皮细胞移行的活性比血管生成抑制素(angiostatin)、血小板反应素-1(thrombospondin-1)、内皮细胞抑制素(endostatin)都要高，故PEDF被视为目前最有效的内源性的新生血管抑制因子之一。

PEDF的神经营养、神经保护特性，对新生血管抑制作用以及独特的“胶质细胞静息”效应，让研究者联想到PEDF对许多中枢神经系统的肿瘤，尤其是胶质瘤的治疗可能不无益处，

随着基因治疗进入临床前期实验，其可操作性存在较多争议：如何有效地将治疗基因导入患者肿瘤细胞内成为基因治疗临床应用需克服的一个难点。随着“分子影像”时代的来临，将肿瘤特异性标记探针与先进成像技术相结合，则革命性的改变了临床对肿瘤诊治研究的手段。用磁共振探测大分子，必须使用特异结合配体，这些配体尚需与MR对比剂相共轭以产生可探测的信号差异；同理，对细胞的显示则要用对比剂标记目的细胞。钆螯合剂虽然可以用于MR分子或细胞成像，但此类对比剂的驰豫性较低，细胞内摄后会进一步减低，而且钆剂不具备生物相容性，对其去螯合后潜在毒性的了解甚少。USPIO则具备以下特性：1)可以产生单位金属MR信号的最大变化，且含有数以千计的铁原子，大大提高了MRI的敏感性；2)由可生物降解的铁组成；3)其表面包被物(如葡聚糖)可以直接与功能基团和配体进行化学结合；4)易于用光镜和电镜显示；5)随大小变化可具有不同的磁属性，有利于其构象的研究。基于以上原因使得越来越多的研究使用USPIO作为MR分子和细胞成像的活体无创监测探针标记物。

纳米载体在介导基因转移方面除了非病毒载体的共同优势以外，由于其特殊的结构及表面电荷，具有很高的基因转移效率；可介导外源基因在宿主细胞染色体DNA中的整合，从而获得转基因的长期、稳定表达；可保护转导基因不受机体血浆或组织细胞中各种补体以及各种酶的破坏，有利于目的基因在转导进入靶细胞后能更好、更稳定地发挥其作用；纳米本身具有抵抗或杀死某些病毒(包括HIV病毒)，因此纳米控释系统在基因转染与基因治疗领域的应用具有广阔的前景。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种携带视网膜色素上皮细胞衍生因子PEDF的超顺磁纳米载体。