[发明专利]基于聚乙烯亚胺-环糊精的多功能超分子基因运载系统及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于聚乙烯亚胺‑环糊精的多功能超分子基因运载系统及其制备方法。以聚乙烯亚胺‑环糊精聚阳离子化合物为骨架，以具有氧化还原反应性的金刚烷‑二硫键‑聚乙二醇、具有靶向性的金刚烷‑聚乙二醇‑靶向肽为修饰基团，利用自组装原理将聚乙烯亚胺‑环糊精与金刚烷‑二硫键‑聚乙二醇、金刚烷‑聚乙二醇‑靶向肽进行组合，主客体作用形成超分子基因载体。本发明的运载系统具有多功能性，即氧化还原敏感性、靶向肝癌的特异性、优秀的基因转染效率，能够携带功能基因高效治疗肝脏恶性肿瘤。

技术领域

本发明涉及一类非病毒基因转染的载体及其制备方法，具体是涉及一种基于聚乙烯亚胺-环糊精的多功能超分子基因运载系统及其制备方法。

背景技术

肝癌是恶性程度极高的肿瘤，每年新发病例55.4万，而死亡病例也高达52.1万。肝癌治疗效果不佳、预后不良已成公认的临床治疗难题之一，这可能和肝癌复杂的恶性增殖机制有关，而miRNA表达突变是其中极其重要的调节机制。miRNA是一类长度为20-24个核苷酸的非编码RNA，作用于转录后基因调节。研究表明，部分关键miRNA通过调节癌基因表达和肿瘤信号通路来抑制恶性肿瘤的生长，多种恶性肿瘤中这些miRNA的调节通路出现异常变化，介导肿瘤的免疫逃逸和疾病的快速进展。miRNA在肝癌的发生和转移过程中发挥着非常重要的作用，肝癌中的miR-16、miR-34a、miR-199a、miR-139等miRNA表达水平明显下调，而miR-21、miR-92a、miR-126、miR-122、miR-223等miRNA表达水平却上调，形成了复杂的miRNA调控网络，涉及到线粒体介导的凋亡通路、细胞周期检查点、受体酪氨酸激酶通路等。

miR-34a是miRNA调控网络中极其重要的一个节点，主要有阻滞细胞周期、促进细胞衰老、诱导细胞凋亡、阻止细胞迁移等生理功能。miR-34a直接受上游p53的调节，正常生理环境中，DNA损伤激活的p53基因，与miR-34a启动子结合并上调miRNA的表达；在肝癌病理环境中，p53保守DNA结合序列中CpG岛被甲基化，阻碍了p53对miR-34a的激活，从而抑制了上调miR-34a的正常生理过程。在包括肝癌在内的多种恶性肿瘤中，miR-34a表达偏低或缺失。

经研究发现，有许多miRNA参与了肝癌发生和转移的调节网络，而且一些miRNA被证明可以用于肝癌的临床治疗，miR-34a就是其中的主要代表分子，其具有重要的临床应用前景。miR-34a替代疗法通过输送miR-34a至肝癌细胞内，恢复胞内的miR-34a表达水平，从而逆转病理情况下因p53突变导致的miR-34a表达缺失，达到负性调节肝癌细胞增殖及转移的目的。miR-34a基因疗法中有2点必不可少：(1)基因载体，裸miRNA基本不可能在体内复杂的生理环境中(如循环和组织屏障、内吞后的溶酶体分解作用等)到达肝癌细胞内产生抗肿瘤作用，需要通过合适的基因载体协助才能达到满意的药代动力学和转染效率，来发挥治疗效果；(2)运载功能性(如肝癌靶向性、控释能力等)，缺少靶向性会导致高表达miR-34a损伤正常细胞的情况，对肝癌细胞的高度特异性转染可最大程度减少此类不良反应的发生率，而缺乏控释作用可导致基因在体内循环运输过程中提前释放，造成靶器官内生物利用度降低和循环中游离基因药物的不良反应。Mirna Therapeutics公司基于miR-34a研发了一种名为MRX34的基因药物，以脂质体介导miR-34a对肝癌的转染，目前正在进行I期临床试验[15]。MRX34通过静脉给药，抑制24种已知的肝癌相关基因来治疗肝癌，但同时其靶向性的缺失导致了正常细胞中的外源性miR-34a过表达，产生脱靶的不良反应，这也正是目前临床应用载体介导的miR-34a治疗过程中亟需解决的问题。因此，研发一种同时具有高效转染能力、敏感控释和肝癌靶向性的基因药物运载系统就非常有必要。