[发明专利]基因载体系统及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，尤其涉及一种基因载体系统及其制备方法。

背景技术

随着生物科学技术的不断进步，基因治疗将在人类攻克癌症、遗传疾病等顽症的过程中占据重要地位，并将逐步成为一种常见的有效手段。基因治疗是指将人的正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体靶细胞以纠正基因的缺陷或者发挥治疗作用，从而达到治疗疾病目的的生物医学新技术。

将基因物质导入细胞进行表达是实现基因治疗的关键步骤，成功的基因治疗依赖于有效的基因载体。常见的载体分为病毒类载体和非病毒载体，其中，病毒类载体包括逆转录病毒、腺病毒(AV)、腺相关病毒(AAV)、单纯疱疹病毒(HSV)、痘苗病毒(VV)等，但是病毒类载体容易引起人体的免疫性反应，在临床应用中存在着较大的安全隐患。非病毒载体多为高分子阳离子聚合物，具有安全、有效、无免疫原性等优点，已成为基因载体的研究热点之一。阳离子聚合物聚乙烯亚胺(PEI)是非病毒类载体中受到关注最多的一个，它已经在体外和体内的转染实验中得到应用，但由于其毒性高、转染效率低、在体内运输过程的非特异性吸附以及没有靶向性的缺点，阻碍了其进一步发展。

理想的基因治疗过程是：载有质粒DNA的基因载体在血液中循环，到达肿瘤组织后被肿瘤细胞内吞并完成转染治疗，但实际过程中有诸多因素阻碍了基因载体系统到达肿瘤组织：首先，血液中含有较多带负电的蛋白类物质，其可与带正电的载体吸附并凝聚成大颗粒沉淀，从而导致基因载体系统无法发挥作用；其次，正常体液环境中，细胞表面带负电荷，带正电的基因载体系统在静电作用下容易接近正常细胞，被正常细胞内吞，从而影响转染效率。

为了提高基因载体体系进入目标组织细胞的效率，常用的方法包括以下几种：(1)引入遮蔽体系。遮蔽体系通常选用带负电的高分子材料，复合在基因载体体系表面，使整个基因载体系统带负电，避免在血液运输过程中的非特异性吸附，但是，单纯的遮蔽体系会影响基因载体与目标细胞组织的结合效率。(2)引入靶向配体。在基因载体上引入对目标细胞具有特异性结合能力的靶向配体，如精甘天短肽(RGD短肽)、叶酸等，使基因载体系统具有靶向性，顺利达到目标组织细胞，但是，靶向配体无法阻止基因载体的非特异性吸附。(3)同时引入遮蔽体系和靶向配体，如申请号为200810050859.8的中国专利文献公开了一种含靶向遮蔽体系的基因载体系统，包括由带含精甘天短肽的靶向配体和透明质酸分子连接组成的遮蔽体系、聚乙烯亚胺或聚乙烯亚胺-聚谷氨酸苄酯阳离子载体和质粒DNA。该含靶向遮蔽体系的基因载体系统虽然能够避免基因载体的非特异性吸附，也能够顺利达到目标组织细胞，但是，由于遮蔽体系表面所带的负电与细胞表面带负电荷会产生斥力，影响载体体系与目标细胞组织的结合效率依然较低，即其体内转染效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种基因载体系统及其制备方法，本发明提供的基因载体系统细胞毒性小、转染效率高。

本发明提供了一种基因载体系统，包括：

pH值敏感材料，所述pH值敏感材料为超支化聚乙烯亚胺、聚赖氨酸和聚谷氨酸的共聚物，或者为聚乙二醇、超支化聚乙烯亚胺、聚赖氨酸和聚谷氨酸的共聚物，或者为低聚磺胺，或者为聚乙二醇与低聚磺胺的缩合物，其中，所述超支化聚乙烯亚胺的分子量为600～10000，所述聚赖氨酸的分子量为1000～25000，所述聚谷氨酸的分子量为1000～25000，所述聚乙二醇的分子量为1000～10000，所述低聚磺胺的分子量为1000～5000；

由基因载体和基因物质组成的复合物，所述基因载体与所述基因物质的质量比为0.5∶1～50∶1，所述基因载体为聚乙烯亚胺、树枝状聚酰胺或聚赖氨酸；

所述pH值敏感材料复合在所述复合物的表面，所述pH值敏感材料与所述复合物中的基因载体的质量比为1∶1～80∶1。

优选的，所述低聚磺胺为低聚磺胺甲噻二唑、低聚磺胺二甲氧嘧啶、低聚磺胺嘧啶或低聚磺胺甲基嘧啶。

优选的，所述基因物质为质粒DNA或siRNA。

本发明还提供了一种基因载体系统的制备方法，包括以下步骤：

将基因载体水溶液与基因物质水溶液混合后孵育，得到复合物，所述基因载体与所述基因物质的质量比为0.5∶1～50∶1，所述基因载体为聚乙烯亚胺、树枝状聚酰胺或聚赖氨酸；