[发明专利]GDNF基因-PEI衍生物纳米颗粒复合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及非病毒基因载体技术领域，具体地说，涉及GDNF基因-PEI衍生物纳米颗粒复合物及其制备方法和应用。

背景技术

在基因治疗的发展过程中，基因运载系统即基因载体的研究始终是人们关注的焦点，基因载体能否安全有效地运载基因到指定地点是基因治疗是否能在临床上应用的关键所在。基因载体可分为病毒型载体和非病毒型载体两大类。虽然目前使用最多的仍然是病毒型载体，其转染效率可达90％以上，但病毒载体存在自身难以克服的局限性，如能诱导宿主免疫反应及潜在的致癌性，制备复杂，而且所能装载的外源DNA大小有限，使其应用受到很大限制。于是，人们开始着眼于非病毒型载体的研究。目前已有的非病毒型载体介导基因转染的方法有裸DNA注射、磷酸钙介导、电转移法、阳离子脂质体及阳离子聚合物介导等，前三者虽然没有病毒载体的缺点，但转染效率不尽如人意。阳离子脂质体转染效率较高、重复性好，但转染时需除血清，体内不稳定一直是困扰医学界的难题。从目前发展趋势看，阳离子聚合物载体在基因转移方面呈现显著优势。

阳离子聚合物又称聚阳离子，种类很多，目前研究较多的有多肽类：聚赖氨酸、聚谷氨酸及其衍生物；多聚胺类：聚乙烯亚胺、聚丙烯亚胺树状物；聚甲基丙烯酸类：聚酰胺-胺型树状物、聚甲基丙烯酸乙酯2－（二甲胺）；以及一些天然高分子如壳聚糖、明胶等。这些聚合物结构上的一个共同特点是分子内含有许多氨基，在生理pH下会发生质子化，这些质子化的氨基可以中和DNA质粒表面的负电荷，使DNA分子由伸展结构压缩为体积相对较小的DNA粒子，或将目的基因包裹在其中，使DNA免受核酸酶的降解，它们可以作为基因载体。

阳离子聚合物-DNA复合物主要是通过细胞内吞作用将DNA转移进入细胞，形成内含体（endosome），DNA从内含体释放，进入细胞质中，再进一步进入核内转录、表达。

PEI衍生物为聚阳离子中的一种，结构式为：

，

其中，X可以是苯二甲醛、吡啶二甲醛、哒嗪二甲醛或咪唑二甲醛，聚乙烯亚胺与X以亚胺键连接。

    GDNF蛋白（由GDNF基因编码）对发育的和成熟的运动神经元都有神经营养活性，其对运动神经元的作用是迄今发现的基因当中最强的，可以促进运动神经元的存活、分化及代谢活性，且对胚胎期或出生后损伤的运动神经元都有很强的修复作用。GDNF蛋白对神经元特别是多巴氨能神经元和运动神经元所具有的明显修复损伤作用，为帕金森病的治疗提供了可能。

目前关于使用GDNF基因与由低分子量PEI和苯二甲醛、吡啶二甲醛、哒嗪二甲醛或咪唑二甲醛共聚形成的PEI衍生物构成的纳米颗粒复合物治疗帕金森病还未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种GDNF基因-PEI衍生物纳米颗粒复合物。

本发明的再一的目的是，提供所述的GDNF基因-PEI衍生物纳米颗粒复合物的制备方法。

本发明的另一的目的是，提供所述的GDNF基因-PEI衍生物纳米颗粒复合物的用途。

为实现上述第一个目的，本发明采取的技术方案是：

一种GDNF基因-PEI衍生物纳米颗粒复合物，它包含GDNF基因物质和PEI衍生物，所述的PEI衍生物与GDNF基因物质的质量比为1~100。

所述的PEI衍生物与GDNF基因物质的质量最优比为1~20。

它是由以下方法制备得到的：

（1）将PEI衍生物溶液快速加入到相同体积的GDNF基因溶液中，混合均匀；

（2）将混合溶液于室温下孵育20～30分钟，即得GDNF基因-PEI衍生物纳米颗粒复合物。

所述的PEI衍生物结构式为：

，

其中，PEI为低分子量聚乙烯亚胺且重均分子量≤2000Da；X为苯二甲醛、吡啶二甲醛、哒嗪二甲醛或咪唑二甲醛。

所述的PEI重均分子量≤1000Da；所述的苯二甲醛选自邻苯二甲醛、间苯二甲醛或对苯二甲醛，所述的吡啶二甲醛选自2,4-吡啶二甲醛、2,5-吡啶二甲醛或2,6-吡啶二甲醛，所述的哒嗪二甲醛选自2,5-哒嗪二甲醛或2,6-哒嗪二甲醛，所述的咪唑二甲醛选自2,5-咪唑二甲醛。

所述的GDNF基因-PEI衍生物纳米颗粒复合物的粒径为100～300纳米。

为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：