[发明专利]一种基于普鲁兰多糖的负载药物和基因的载体、及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，具体涉及一种基于普鲁兰多糖的负载药物或/和基因的双功能载体、及其制备方法，还涉及该载体在药物-载体传送系统、基因-载体传送系统和药物-基因-载体传送系统中的应用。

背景技术

目前，化学药物治疗是重要的癌症治疗方法之一，但单独使用化疗药物需要很大的剂量才具有抗肿瘤功效，同时带来一定的毒副作用，如阿霉素的心脏毒性。因此，化疗药物同其他治疗技术的联合使用已成为一个新的研究方向。近年来的研究表明：癌症是一种基因病，是在外界环境因素的作用之下，人体细胞内在原癌基因被激活和抑癌基因失去活性的长期逐渐演变过程。由此可见，基因治疗对于肿瘤的根治有着极其重要的意义。

基因治疗是指利用合适的载体将外源基因导入靶细胞，纠正基因异常或缺陷，进而达到治疗疾病的目的，基因治疗的关键在于是否存在转染效率高、低毒的载体将治疗基因(如抑癌基因p53等)导入靶细胞。

常见基因载体包括病毒载体和非病毒载体两类。尽管病毒载体具有较好的基因递送功效，但易引起免疫学反应，且生产成本高。病毒载体的种种缺点使得人们将研究重点逐渐转向非病毒载体，目前的非病毒基因载体主要包括脂质体、多聚物载体和天然多糖类物质。例如，聚乙烯亚胺是一种常见的高效多聚物载体，因其结构中含有大量氨基，可以利用静电作用结合带负电的DNA形成复合物，同时又具有“质子海绵效应”，利于复合物进行核内体逃逸，进而将运载的DNA有效运送至细胞核内。但聚乙烯亚胺存在细胞毒性较大的缺点，为解决这一问题，有研究者使用聚乙二醇对聚乙烯亚胺进行修饰，降低复合物与血液中蛋白质之间的相互作用，提高血液循环时间，但是单一的基因治疗亦难以长期有效地抑制癌细胞的生长。因此，化疗药物同基因治疗的联合使用成为肿瘤治疗中的一个重要研究方向。

普鲁兰多糖是一种安全无毒、生物相容性良好、具有肝靶向性的天然多糖易溶于水和二甲基亚砜，富含羟基，化学性质较活泼，可以通过酯化反应、酰胺化反应以及羧甲基化反应将疏水性化合物连接到普鲁兰多糖的主链上，赋予其两亲性，继而在水溶液中通过疏水作用自组装形成纳米胶束，作为抗癌药物的可控释放载体；也可以在普鲁兰多糖的主链上连接以带正电的化合物，得到可运载治疗基因的载体，将治疗基因导入到细胞内以纠正自身缺陷，恢复患者健康。由于普鲁兰多糖本身的生物相容性良好，由之改性得到的基因载体具有较低的细胞毒性。然而，现有研究大多是将普鲁兰多糖改性后，用于单一的药物载体或基因载体研究，本发明使用硬脂酸和支链型聚乙烯亚胺同时对普鲁兰多糖进行修饰，制备得到兼具药物传递和基因传递两种功能的纳米载体Pullulan-SA-PEI，尚未见该类载体的报道，这种新型纳米载体的研究将为纳米给药系统抗肿瘤治疗提供新思路。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于普鲁兰多糖的负载药物或/和基因的双功能载体、及其制备方法和应用。

本发明的第一个目的在于提供一种基于普鲁兰多糖的用于负载药物或/和基因的载体，所述的载体以硬脂酸为疏水核心，以普鲁兰多糖和低分子量聚乙烯亚胺为亲水外壳，该载体具有式Ⅰ的结构：

式Ⅰ中，m为5到24之间的整数，n为11到47之间的整数；式Ⅱ中，n为9到45之间的整数。

进一步地，所述的低分子量聚乙烯亚胺为支链型聚乙烯亚胺。

进一步地，所述的低分子量聚乙烯亚胺的重均分子量为500-2000Da，优选为600-1200Da；所述的普鲁兰多糖的平均分子量为30-200kDa，优选为50-150kDa，更优选为60-120kDa；所述的硬脂酸接枝率为3-10％，所述的支链型聚乙烯亚胺接枝率以含氮量表示：为5-12％。

本发明的第二目的在于提供所述基于普鲁兰多糖的用于负载药物或/和基因的载体的制备方法，所述的载体是将硬脂酸和低分子量聚乙烯亚胺分别通过酯化反应和酰胺化反应依次接枝到普鲁兰多糖的骨架上而制备得到的。

本发明还提供本发明所述载体的优选的制备方法，包括如下步骤：

(1)氮气保护下，普鲁兰多糖(简称为Pullulan)中加入硬脂酸和4-二甲氨基吡啶和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸，在15-50℃下搅拌反应30-70h，收集产物，产物经透析纯化、冷冻干燥，得到普鲁兰-硬脂酸接枝聚合物(简称为Pullulan-SA)；其中反应溶剂为二甲基亚砜；