[发明专利]一种纳米诊疗剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开的一种纳米诊疗剂及其制备方法与应用，其中，所述纳米诊疗剂包括Cas9@MnMOF纳米颗粒、包覆在所述Cas9@MnMOF纳米颗粒表面的癌细胞膜；所述Cas9@MnMOF纳米颗粒由锰掺杂金属有机框架以及固化在所述锰掺杂金属有机框架中的Cas9‑sgRNA组成；所述纳米诊疗剂具有良好的生物相容性、可降解性，同源靶向性能，能够主动靶向到肿瘤组织，提高诊疗剂在肿瘤组织的浓度。将Cas9‑sgRNA固化在锰掺杂金属有机框架载体中，可以有效避免Cas9‑sgRNA在体内不稳定、不能穿透细胞膜等问题，并且可实现肿瘤磁共振成像监测的基因治疗与化学动力学治疗相结合的协同治疗；同时，本发明的诊疗剂制备工艺简单、操作方便，成本低，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及生物医学材料技术领域，尤其涉及一种纳米诊疗剂及其制备方法与应用。

背景技术

Polo样激酶1(PLK1)，属于Polo样激酶家族，是一类广泛存在于真核细胞中的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，对细胞有丝分裂具有重要的调控作用，还参与DNA损伤修复与细胞周期阻滞的启动和逆转。PLK1的作用与细胞周期和细胞增殖紧密相关，能够促进肿瘤进行转化，在肿瘤的发生和发展中具有重要作用。PLK1在人类的肺癌、食管癌、膀胱癌、胰腺癌等多种肿瘤中高表达，但在正常组织中表达量很低，因此以PLK1为靶点的肿瘤干预方案成为肿瘤治疗的研究热点。

CRISPR/Cas9是一种由单向导RNA(sgRNA)介导的基因组定向编辑技术，广泛应用于细菌、真菌、动物和植物的基因编辑研究中。通过对Cas9蛋白和sgRNA进行合适的改造，可以实现对肿瘤PLK1基因的敲除，实现基因治疗。然而，Cas9蛋白和sgRNA表面带负电并具有较大的尺寸(通常大于10000bp)，且蛋白和RNA在体内不稳定。因此，Wang等人开发了一种基于脂质体(Lip)/金纳米簇(GNs)的载体用于递送Cas9蛋白和靶向PLK1的sgRNA质粒，实现黑色素瘤PLK1基因的敲除，然而该系统制备方法十分复杂，难以工业化生产，且存在体内重金属积累的风险。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种纳米诊疗剂及其制备方法与应用，旨在解决现有技术中Cas9和sgRNA在体内不稳定、难以进细胞，现有载体材料制备工艺复杂且存在体内安全性的问题。

本发明的技术方案如下：

一种纳米诊疗剂，其中，包括Cas9@MnMOF纳米颗粒、包覆在所述Cas9@MnMOF纳米颗粒表面的癌细胞膜；所述Cas9@MnMOF纳米颗粒由锰掺杂金属有机框架以及固化在所述锰掺杂金属有机框架中的Cas9-sgRNA组成，所述Cas9-sgRNA为一体化质粒，所述一体化质粒同时表达Cas9核酸酶和靶向PLK1的sgRNA。

所述的纳米诊疗剂，其中，所述癌细胞膜选自肺癌细胞膜、食管癌细胞膜、膀胱癌细胞膜、胰腺癌细胞膜、黑色素瘤细胞膜、宫颈癌细胞膜、乳腺癌细胞膜、卵巢癌细胞膜、子宫内膜癌细胞膜、肝癌细胞膜、肾癌细胞膜、鼻咽癌细胞膜、淋巴癌细胞膜、结直肠癌细胞膜、大肠癌细胞膜、胃癌细胞膜、头颈部肿瘤细胞膜、胶质瘤细胞膜、甲状腺癌细胞膜中的一种或多种.

一种纳米诊疗剂的制备方法，其中，包括步骤：

提供Cas9@MnMOF纳米颗粒，所述Cas9@MnMOF纳米颗粒由锰掺杂金属有机框架以及固化在所述锰掺杂金属有机框架中的Cas9-sgRNA组成，所述Cas9-sgRNA为一体化质粒，所述一体化质粒同时表达Cas9核酸酶和靶向PLK1的sgRNA；

将所述Cas9@MnMOF纳米颗粒与癌细胞膜进行混合得到混合液，对所述混合液进行超声处理得到所述纳米诊疗剂。

所述的纳米诊疗剂的制备方法，其中，所述Cas9@MnMOF纳米颗粒的制备包括步骤：

将Cas9-sgRNA与2-甲基咪唑溶于水中配成混合溶液A；