[发明专利]一种具有基因治疗帕金森症效果的多功能纳米生物材料转染试剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米生物材料领域。更具体地，涉及一种具有基因治疗帕金森症效果的多功能纳米生物材料转染试剂及其制备方法和应用。

背景技术

帕金森症（Parkinson’s disease，PD），是一种常见的中老年神经系统变性疾病，由英国医生詹姆士·帕金森（James Parkinson）于1817年首先描述，早期被称为“震颤麻痹”，后将此病命名为帕金森症（Parkinson’s disease）并沿用至今。“震颤麻痹”顾名思义是因为患者患病后表现出动作迟缓，手或者脚及身体其他部分发生震颤，身体失去柔韧性，肌肉僵硬。

目前帕金森症的主要治疗手段以药物治疗为主，其中最重要的就是左旋多巴胺制剂（L-dopa），最早由Hornykiewicz提出左旋多巴胺制剂可以治疗帕金森症，并由Cotzias成功将左旋多巴胺制剂作为治疗帕金森症的有效制剂。左旋多巴胺制剂在帕金森症的治疗中起着关键性的作用，目前所有的帕金森症患者都选择左旋多巴胺试剂作为治疗手段。但是服用左旋多巴胺制剂的同时会产生很多并发症，例如“异动症”、“开关效应”、“剂末效应”。并且，使用左旋多巴胺治疗的同时还会产生神经精神症状，例如：幻觉、精神错乱、焦虑、抑郁等，给病人带来了极大的痛苦和不便。

基因治疗是现代科学家提出的一种全新的治疗手段，可以治疗多种复杂疾病，癌症、遗传性疾病、心血管疾病、神经系统疾病等都是基因治疗的主要领域。基因治疗是指通过外来遗传物质干预疾病基因层面的发生、恶化和进展，替代并纠正人自身基因结构和功能上的错乱，消灭病变细胞或者提高机体清理病变细胞的能力。过去的几年里，基因治疗在临床上取得了长足的进步。临床上，基因治疗也遇到了很多的困难。未来基因治疗的主要目标是，研制安全高效的基因导入系统，可以将外源基因靶向输入到靶细胞。其中，RNAi是基因治疗的一种有效手段，通过人为地引入与内源靶基因相配对的双链RNA，诱导内源靶基因的mRNA降解，达到阻止基因表达的功能。目前科学家已经开始肿瘤、病毒感染、神经系统疾病、显性遗传病等多种疾病的基因治疗研究。据英国广播公司（BBC）3月17日报道，美国科学家在《柳叶刀—神经病学》杂志上表示，使用基因疗法治疗帕金森病首次在临床上取得成功。帕金森病病患丘脑下核中一种化学物质γ-氨基丁酸（GABA）的浓度会减少，英国帝国理工学院的基因疗法专家尼克勒斯·马萨拉基斯领导的研究团队制造出了一种病毒，该病毒能使用一个基因来“感染”细胞，增加患者体内GABA的浓度。但是接受基因疗法和未接受基因疗法病人的运动能力改进之间差别仅为10.4%，并不明显，加上许多人对基因疗法的安全性存在质疑，该方法并未得到有效的推广应用。

另外，通过靶向给药系统将药物运送到机体从而实现疾病的治疗早已成为了研究热点。靶向给药系统（Targeting durg delivery system，TDDS），诞生于20世纪70年代，是一种新的技术和工艺，它是指药物通过局部或者全身血液循环浓缩并定位到靶组织、靶器官以及靶细胞的给药系统。靶向给药系统是通过脂质体、微球、微囊、纳米粒等载体，经口腔给药、直肠给药、鼻腔给药或皮肤给药的方式将药物靶向输送到患处。靶向给药系统具有药量小，作用大，毒副作用小的优点，而且靶向制剂也从传统的单一抗癌制剂发展到成为一切具有靶向性的试剂。靶向性的机制主要有：多重靶向给药系统，生物化学靶向系统，生物免疫靶向系统。其中生物化学靶向系统和生物免疫靶向系统是现在药物靶向系统的研究热点。近些年，科研工作者们试图构建高效的药物靶向运输系统，以提高药物对靶细胞的靶向选择性，降低药物用量，减少药物的毒副作用；同时增强载体对药物的控释能力。靶向给药系统根据其制剂源动力不同可分为被动靶向制剂和主动靶向制剂以及前提靶向制剂。在靶向给药系统中，药物载体以及药物靶标的选择是至关重要的。近些年纳米材料的研究发展提供了一种新型的药物载体。本发明人前期的研究制备出水凝胶包覆纳米四氧化三铁颗粒，符合纳米药物载体的要求，但是针对特定的病症、特定的药物，水凝胶包覆纳米四氧化三铁颗粒如何实现药物的携载、如何顺利进入机体、如何靶向定位等等问题，仍然是一项重大的研究课题。

同时，脂质体等传统转染试剂毒副作用大，而且一般都是亲脂性的溶剂，他们和细胞膜的亲和性都比较大，容易透过细胞膜，这些转染试剂能够直接导致细胞死亡，如脂质体可引起70%作用的细胞死亡。因此，制备一种低毒高效的能够进入机体的药物载体对PD的治疗意义重大。目前，未见有相关的报道，也未见有将纳米生物材料靶向给药结合基因调控并应用于帕金森症的治疗研究。

发明内容