[发明专利]含病毒外壳蛋白及无机纳米颗粒的药物输运或造影载体的构建方法

说明书

技术领域

本发明属于病毒蛋白技术领域，尤其涉及一种通过无机纳米颗粒诱导病毒蛋白自组装、从而构建获得药物输运或造影载体的方法。

背景技术

病毒作为地球上基因多样性最丰富的生物体，擅长于把长基因组通过马达分子进行折叠，然后装载到外壳中，形成成熟的病毒。病毒一般有两种方式装载基因组：1、噬菌体先通过一个头部的马达蛋白复合物对基因进行折叠，然后装配成成熟的病毒；2、豇豆褪绿斑驳病毒（Cowpea Chlorotic Mottle Virus, CCMV）的装配方式：边压缩基因组边进行组装，蛋白和基因相互作用并进行折叠，同时其它的蛋白也装配上去。在病毒的外壳结构蛋白中，常常会出现一段非常保守的结构，即八个反向平行的β-片层结构和链接这些结构的环，在不同的病毒之间，此八个反向平行的β-片层结构是非常相似的，而链接环却变化很大，目前对于出现这种结构的机理尚不清楚。在病毒的内壳结构蛋白中，肽链的氨基末端会伸展出一段带正电荷的氨基酸，研究发现，能包装基因组的长度和该段氨基酸的电荷量成正比，可以表示为：∧ = η Q（其中，∧为基因的长度，Q为与基因相互作用的氨基酸的电荷量，η=∧/Q，在不同的病毒中，η为一个恒定值）。

利用病毒装载外源基因的能力，使病毒从致病体变为基因治疗方面有用的生物材料的应用研究很早就开始了。1989到2004年期间，75%的基因治疗方面的研究都是以病毒为载体进行的。但是，病毒载体存在一些问题，如病毒本身的基因与宿主的基因组发生整合，从而引起一些潜在疾病的发生。一般认为，病毒载体的缺陷主要来自于其所包含的基因组，所以，去除基因组的病毒将会在医学中发挥巨大作用，病毒外壳蛋白体外自组装刚好可以解决这个问题。

利用病毒蛋白自组装的特性，人们尝试了装载其它的外源物质（非核酸）到VLPs的内腔中，构建药物输运或造影载体。目前存在三类外源物质的装载方式：1）病毒基因组去除后，在内腔中进行化学合成；2）以功能化的纳米颗粒为模板，诱导外壳蛋白进行自组装；3）在外壳蛋白的特定位点进行定点修饰，形成载药体系。把外源性的纳米颗粒装载进入VLPs的过程中，病毒外壳蛋白与纳米颗粒的静电相互作用、纳米颗粒的形貌和尺寸等性质对装载效率影响较大。目前报道的文献中，大多是把纳米颗粒进行仿基因组的负电修饰，诱导外壳蛋白进行自组装，形成复合的“生物-非生物”纳米材料。这样的材料在医学应用中有许多优势：可以改善纳米颗粒的生物相容性；延长体内循环时间；可使纳米颗粒外面携带上其它化学基团，方便其它修饰等。反过来，纳米材料也可以改变VLPs的性质，如打破病毒的天然组装，使其组装成其它形式的VLPs，如电荷、结构和粒径的改变等，这样的改变可能不止在癌症的诊断和治疗中有着潜在应用，在病毒本身的机制方面，如组装、感染途径、疫苗研究等，也能带来潜在运用。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种含病毒外壳蛋白及无机纳米颗粒的药物输运或造影载体的构建方法。

本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：

一种含病毒外壳蛋白及无机纳米颗粒的药物输运或造影载体的构建方法，首先对无机纳米颗粒的表面进行正电修饰，然后诱导病毒外壳蛋白围绕所述正电修饰的纳米颗粒进行自组装，从而获得药物输运或造影载体成品。

优选地，上述的含病毒外壳蛋白及无机纳米颗粒的药物输运或造影载体的构建方法，其中：所述诱导病毒外壳蛋白围绕所述正电修饰的纳米颗粒进行自组装的方法如下：取摩尔比为1:20～1:60正电修饰的纳米颗粒和病毒蛋白，在pH值为4～9的缓冲液中进行组装，温度为10℃～40℃，时间为3h～16h，组装完成后在10000rpm～30000rpm转速条件下进行离心分离，水洗后得到药物输运或造影载体成品。

优选地，上述的含病毒外壳蛋白及无机纳米颗粒的药物输运或造影载体的构建方法，其中：所述缓冲液为碳酸钠-碳酸缓冲液，Tris-HCl缓冲液或者PBS缓冲液中的任意一种。

优选地，上述的含病毒外壳蛋白及无机纳米颗粒的药物输运或造影载体的构建方法，其中：所述病毒蛋白为轮状病毒外壳蛋白VP6，轮状病毒外壳蛋白VP2，噬菌体外壳蛋白VP1，肝炎外壳病毒VP2，黄瓜花叶病毒外壳蛋白VP1，卫星稷子花叶病毒外壳蛋白VP1或者虹彩病毒科病毒外壳蛋白VP1中的任意一种。