[发明专利]一种非病毒基因载体系统及其制备方法和应用

说明书

本申请涉及基因运输领域，特别涉及一种非病毒基因载体系统及其制备方法和应用。本申请提供了一种非病毒基因载体系统，包括金属簇；所述金属簇由金属离子以蛋白质为模板而合成；所述蛋白质选自鱼精蛋白、牛血清白蛋白、人血清白蛋白、转铁蛋白、乳清蛋白和溶菌酶中的一种或多种。本申请的非病毒基因载体系统在生理条件下可稳定担载基因，具有将基因高效运载至细胞核和细胞内示踪的功能，可应用于基因编辑和基因治疗，有效解决现有的基因载体在细胞中转染率低、不具备示踪功能的技术问题。

技术领域

本申请涉及基因运输领域，特别涉及一种非病毒基因载体系统及其制备方法和应用。

背景技术

基因突变和等位基因变异通常会导致疾病异质性，从而可能导致治疗失败。因此，基于精确医学的治疗方法越来越受到关注，尤其是基于CRISPR/Cas9的基因编辑系统被报道以后。CRISPR/Cas9系统可以在特定指导RNA(gRNA)的引导下进行靶向基因组编辑，包括基因敲除，插入和替换。

目前为止，这些基因编辑系统的递送主要依赖于病毒载体或电穿孔。其中，病毒载体转染体系以其转染的高效性在当前的研究中有着广泛的应用。但这些方法仍存在各种可能阻碍临床转化的缺点。例如，病毒转导可能会导致随机插入以及免疫原性、毒性、炎症、致癌性，并且病毒载体载荷低、通用性差；电穿孔则可能导致高细胞死亡率，且不适用于全身递送。非病毒递送是另一种选择。然而，系统给药的非病毒递送仍然是一个挑战，特别是对于基于质粒的CRISPR/Cas9系统而言。研究表明，商业上可买到的脂质体载体用于CRISPR/Cas9质粒和mRNA的细胞内递送时，效率较低；已公开的非病毒载体，制备过程复杂、毒性大、不具备示踪功能。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种非病毒基因载体系统及其制备方法和应用，有效解决现有的基因载体在细胞中转染率低、对细胞毒性大、不具备示踪功能的技术问题。

本申请第一方面提供了一种非病毒基因载体系统，包括金属簇；所述金属簇由金属离子以蛋白质为模板而合成；所述蛋白质选自鱼精蛋白、牛血清白蛋白、人血清白蛋白、转铁蛋白、乳清蛋白和溶菌酶中的一种或多种。

作为优选，所述金属簇选自金纳米簇、银纳米簇、铜纳米簇和铁纳米簇中的一种或多种。

本申请第二方面提供了一种非病毒基因载体系统的制备方法，其包括以下步骤：

将可溶性金属盐与蛋白质在介质中反应，制得非病毒基因载体系统；所述蛋白质选自鱼精蛋白、牛血清白蛋白、人血清白蛋白、转铁蛋白、乳清蛋白和溶菌酶中的一种或多种。

作为优选，所述可溶性金属盐中的金属元素选自金、银、铜和铁中的一种或多种。

作为优选，所述可溶性金属盐选自氯金酸、硝酸银、硫酸铜和氯化铁中的一种或多种。

作为优选，所述将可溶性金属盐与蛋白质在介质中反应具体为将可溶性金属盐与模板蛋白在碱性溶液中反应。

具体的，所述碱性溶液选自氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、氨水溶液、碳酸钠水溶液和碳酸氢钠水溶液中的一种或多种。

作为优选，所述将可溶性金属盐与蛋白质在介质中反应具体为将可溶性金属盐与模板蛋白在抗坏血酸溶液中反应。