[发明专利]一种装载siRNA的纳米颗粒及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物医学领域，尤其涉及一种装载siRNA的纳米颗粒及其在制备癌症治疗基因药物中的应用。

背景技术

随着细胞与分子生物学技术的进步，RNA干扰技术已被广泛用于探索基因功能和传染性疾病及恶性肿瘤的基因治疗领域(Nat.Rev.Mol.Cell Biol.4卷，457页，2003年)。目前现有的RNA干扰技术主要是将化学合成的siRNA引入细胞，继而识别特异的信使RNA实现干扰功能。但体外合成的siRNA进入体内后存在易被降解、作用时间不稳定的缺点，因此，RNA干扰技术在应用方面所存在的最大障碍是缺少能够稳定有效地将siRNA诱导进入细胞的载体，如何开发低毒高效的载体成为RNAi技术发展所面对重要课题(Mol.Pharm.6卷，651页，2009年)。

近年来，将介孔二氧化硅纳米颗粒用于药物载体的研究成为了关注的焦点。由于介孔二氧化硅纳米颗粒特殊的孔道结构具有较高的比表面积，较大的孔容积等特点，使其不仅能够装载大量的药物分子，还能够在生理环境下实现对药物分子的可控释放(Chem.Mater.13卷，308页，2001年)。近期研究表明，纳米级的介孔二氧化硅颗粒不仅可以被哺乳动物细胞吞噬，还具有良好的生物相容性和低细胞毒性(Adv.Drug.Delivery Rev.60卷，1278页，2008年)。因此，介孔二氧化硅纳米颗粒成为了一种非常理想的药物载体，其在此领域中的突出表现也使人们尝试将其用于装载siRNA分子。现有的利用介孔二氧化硅纳米颗粒装载siRNA的方法如：2009年,ACS Nano杂志公开报道了T.Xia等人的研究工作(ACS Nano，3卷，3273页，2009年),他们在介孔二氧化硅颗粒表面修饰PEI，实现了对siRNA的装载；2009年Small杂志报道了A.M.Chen等人的研究工作(Small，5卷，2673页，2009年)，他们通过相似的表面修饰正电性高分子的方法，成功实现了药物和siRNA的装载。但是，上述工作均只采用了修饰后的介孔二氧化硅纳米颗粒外表面来装载siRNA，没能发挥介孔纳米颗粒孔道结构、高比表面积、大孔容积的优点；而且由于颗粒外表面上大量的氨基被用来吸附siRNA分子，使得颗粒表面无法被进一步功能化如聚乙二醇等修饰，从而限制了颗粒在生物体内的应用。2011年，Biomaterials杂志上发表了X.Li等人(Biomaterials，32卷，35页，2011年)利用强疏水的环境将siRNA通过非静电作用装载进入介孔氧化硅的孔道的结果，充分发挥了介孔孔道装载siRNA的优点，同时颗粒外部包覆正电性高分子PEI来阻止siRNA释放和保护siRNA降解。该颗粒体系在细胞层面上初步取得了siRNA的干扰效果，但是效果甚微。2012年，Hartonno,S.B.等人(ACS Nano，6卷，2104页，2012年)合成大孔径(大于10nm)的氧化硅纳米颗粒，并成功在颗粒外表面和孔道内修饰正电性的高分子材料多聚左旋赖氨酸PLL(Poly-L-Lysine)，通过静电作用吸附siRNA，实现siRNA干扰，但是该颗粒的干扰效果比较低，且颗粒在低浓度时具备较大毒性，生物相容性不高。2013年，Lin,D等人(Nanoscale，5卷，4291页，2013年)报道了合成大孔径(10nm)的介孔氧化硅纳米颗粒，通过在孔道内修饰正电性高分子甲基丙烯二甲胺基乙酯DMAEMA来吸附siRNA，并实现了靶基因的干扰，但是干扰效果差于商业脂质体。由于该颗粒体系中DMAEMA吸附了大量siRNA，DMAEMA的活性位点被siRNA大量占据，使得进一步的功能化修饰受阻。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种输送siRNA的纳米颗粒，具有良好的生物相容性，并且提高siRNA的干扰作用，是一个安全、高效的siRNA输送载体。

为实现上述目的，本发明在中国专利(申请号201110266192.7)的基础上，进一步将生物相容性高分子聚乙二醇和修饰具备跨细胞膜和破溶酶体膜的多肽分子KALA包覆在装载siRNA的介孔二氧化硅纳米颗粒表面，以及所述纳米颗粒在制备癌症基因治疗药物中的应用。

所述聚乙二醇-多肽分子复合物通过聚乙二醇的马来酰亚胺与多肽分子的巯基结合。

所述聚乙二醇-多肽分子复合物通过聚乙二醇的琥珀酰亚胺与所述介孔二氧化硅颗粒表面包覆正电性高分子的氨基特异性结合。

其中，介孔二氧化硅纳米颗粒的颗粒粒径为30～1000纳米，优选粒径为30～100纳米；颗粒的介孔孔径为2～10纳米，优选孔径为2～6纳米。