[发明专利]类病毒基因—药物共传递纳米载体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开类病毒基因—药物共传递纳米载体及其制备方法和应用，采用聚阳离子聚乙烯亚胺与DNA复合形成纳米复合物，通过静电作用力将DOX纳米粒子修饰在PEI/DNA复合物的表面，构建一种具有病毒粗糙表面的纳米载体。在治疗癌症时，单一疗法存在许多不可避免的缺陷，该纳米载体可以同时装载化疗药物和治疗基因，最终实现药物和基因的联合治疗。本发明可用于抗肿瘤制剂的制备，且其具有生物毒性低、转染效率高、治疗能力强和操作简便等优点。

技术领域

本发明涉及一种新型的具有肿瘤选择性多功能纳米制剂的制备方法，属于生物医药领域。

背景技术

癌症，也称恶性肿瘤，如今己经成为人类身体健康和生存寿命的重大威胁。目前,临床上常用的癌症治疗手段主要包括有外科手术、放射治疗、化学治疗和基因治疗。然而传统的化疗药物毒副作用大，肿瘤靶向性差，还容易产生多药耐药性。随着分子生物学的迅猛发展和纳米技术的日渐成熟，基因治疗已然成为根治癌症的强有力手段。目前基因治疗面临的一个亟待解决的问题仍是如何使治疗基因高效的输送进入宿主细胞，为此，需要一个合适的载体作为协助。聚阳离子载体一直是最具前景的非病毒基因载体之一，但是他们的转染效率还有待提高。DNA与载体的复合物进入细胞的能力是影响基因转染效率的主要因素之一，所以人们高度期望能够有一种策略可以促进DNA纳米复合物的细胞摄取能力。近年来，随着人们对病毒结构与功能关系的深化理解，为我们进行人工载体的设计提供了有用的信息，使得通过提高跨膜转运能力来实现高水平转染成为了可能。研究表明，许多病毒，如流感病毒，单纯疱疹病毒(HSV)和人类免疫缺陷病毒(HIV)等均含有一个被尖锋糖蛋白覆盖的粗糙表面，而这种尖锋糖蛋白组成的纳米级粗糙病毒表面对细胞膜是“友好的”，有利于细胞内吞。为此构建一个类病毒表面的纳米基因载体将有可能实现高转染，最终提高癌症的治疗效率。

近年来随着人们对病毒结构与功能关系的深入了解，人们意识到病毒的粗糙表面有利于其进入细胞，目前已有许多类病毒纳米载体相继被设计。例如，Yu等模拟病毒的粗糙表面，将小粒径硅球修饰在大硅球表面以增加其粗糙程度，制备了一个类病毒表面的纳米载药系统。研究表明具有粗糙表面的纳米硅球更容易进入细胞。冯俊课题组将金纳米粒子通过静电作用复合在负载有DNA的纳米复合物表面，形成了一种类病毒表面的有机无机杂化纳米载药系统，提高了聚阳离子基因载体进入细胞的能力，同时实现了癌症的基因治疗和光热治疗的协同治疗。纵观所有载体的设计多是通过硬质材料来实现类病毒表面纳米载体的设计，很少有人利用软质材料来进行类病毒表面纳米载体的设计。

阿霉素(DOX)作为一种常用的临床癌症化疗药物，由于其疏水性强，毒副作用大以及载药量低等缺陷，极大的限制了其在临床上的应用。近年来许多研究表明，自由的DOX可以自组装成纳米粒子，粒径约10nm左右，且带负电。例如有人利用DOX自组装形成一种无载体的纳米载体。实验表明该纳米载体有90.47％的载药量，而且具有良好的肿瘤治疗效果。同时，已有研究和临床数据表明单一疗法(化疗和基因治疗)不可避免的存在固有的不足，多种治疗手段的联合使用因此近年成为肿瘤治疗手段的重要发展方向。将多种不同治疗机制的治疗因子，装载在同一纳米载体中运载到疾病部位，实现定点同时给药，可以互补机制缺陷或者实现治疗增效。但药物与基因的装载和传递机制截然不同，构建高效低毒且具有良好生物相容性的共传递体系成为目前有关协同治疗研究的突出挑战之一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，要解决的技术问题是提供一种具有类病毒粗糙表面的、可实现基因/药物共传递、高效低毒无载体纳米制剂及其制备方法，将DOX自组装纳米载体通过静电作用力引入到DNA与聚乙烯亚胺(PEI)复合物的表面，一方面改变了DNA/PEI复合物的光滑表面，以促进其进入细胞的能力，提高其转染效率；另一方面DOX的介入，使得该纳米载体实现了基因与药物的同时装载，有望实现肿瘤的基因治疗与化学治疗的协同治疗，最终实现癌症的高效治疗。