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一種基于聚甲基丙烯酸酯的腦靶向基因遞釋系統(tǒng)的制作方法

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一種基于聚甲基丙烯酸酯的腦靶向基因遞釋系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬生物【技術(shù)領(lǐng)域】,涉及一種基于聚甲基丙烯酸酯的腦靶向基因遞釋系統(tǒng)及其制備方法。該基因遞釋系統(tǒng)的載體由陽(yáng)離子鏈段聚甲基丙烯酸酯、電中性鏈段和腦靶向功能基TGN三部分共價(jià)連接構(gòu)成,載體進(jìn)而與陰離子質(zhì)粒DNA通過(guò)靜電作用自組裝形成納米膠束。本發(fā)明能夠傳遞基因藥物穿過(guò)血腦屏障,進(jìn)入腦內(nèi)發(fā)揮作用。本發(fā)明通過(guò)無(wú)創(chuàng)傷的靜脈注射方式給藥試驗(yàn)后顯著提高基因遞釋系統(tǒng)的腦部靶向性和基因在腦部的表達(dá);其粒徑、表面電荷、靶向功能基的修飾程度均可控,便于基因遞釋系統(tǒng)的優(yōu)化。本發(fā)明所構(gòu)建的基因遞釋系統(tǒng),具有細(xì)胞毒性低,腦靶向效率高的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種基于聚甲基丙烯酸酯的腦靶向基因遞釋系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬生物【技術(shù)領(lǐng)域】,涉及藥物遞釋系統(tǒng),具體涉及一種基于聚甲基丙烯酸酯的腦靶向基因遞釋系統(tǒng)及其制備方法。
技術(shù)背景
[0002]隨著人口老齡化進(jìn)程的加劇,許多腦部疾病如帕金森病、老年癡呆病,越來(lái)越困擾著人類,嚴(yán)重影響了人們的健康和生活質(zhì)量?;蛑委熞褲u成為針對(duì)上述疾病極具潛力的治療手段,但由于血腦屏障(blood-brainbarrier, BBB)的存在,治療基因尚無(wú)法自主進(jìn)入腦部病灶,發(fā)揮治療作用。有研究采用高滲休克、頸動(dòng)脈注射和直接腦室注射給藥的侵襲性給藥途徑,雖然效果較好,卻易造成腦部感染和BBB損傷。因此,如何增加非侵襲性給藥(如靜脈注射)后基因在腦部的分布進(jìn)而表達(dá)是腦內(nèi)基因遞釋系統(tǒng)研究的關(guān)鍵。
[0003]所謂腦靶向基因遞釋系統(tǒng),即利用腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞上存在著多種特異性受體和轉(zhuǎn)運(yùn)體,選擇其相應(yīng)的配體作為靶向功能基,修飾到載基因藥物遞釋系統(tǒng)的表面,介導(dǎo)其跨BBB轉(zhuǎn)運(yùn)。研究顯示,此法可有效克服BBB的屏障,且基因藥物被包載到遞藥系統(tǒng)中有利于提高藥物體內(nèi)穩(wěn)定性,延長(zhǎng)血中半衰期。此法是目前最為成熟的腦靶向策略之一,受到廣泛關(guān)注。[0004]研究報(bào)道合適的腦靶向功能基是提高基因遞釋系統(tǒng)腦靶向效率的關(guān)鍵。目前較多的介導(dǎo)入腦的祀向功能基有:轉(zhuǎn)鐵蛋白、胰島素、0X26、Angiopep-2等,它們均能介導(dǎo)遞釋系統(tǒng)跨越BBB,但尚存在著腦靶向效率偏低或組織選擇性不理想,以及免疫原性等問(wèn)題。
[0005]噬菌體展示技術(shù)作為一種篩選功能性短肽的生物技術(shù),它是將隨機(jī)肽段插入到噬菌體衣殼蛋白上,以融合蛋白形式展示在噬菌體的表面,繼而通過(guò)多輪的“親和一洗脫一擴(kuò)增一親和”的循環(huán)步驟,實(shí)現(xiàn)高通量篩選。多輪的親和篩選可以使特異性結(jié)合的噬菌體在靶部位富集,而非特異性結(jié)合的噬菌體以及不能結(jié)合的噬菌體則在多輪的篩選中被淘汰,因此,可保證最終篩選得到的噬菌體展示肽對(duì)靶部位具有高度的親和性,從而有望提高遞藥系統(tǒng)的靶向效率和組織選擇性。此外,經(jīng)噬菌體展示篩選得到的短肽還具有生物相容性好、易于修飾等優(yōu)點(diǎn)。如有研究通過(guò)噬菌體展示技術(shù)篩選出可與腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞特異結(jié)合的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)三肽序列,RGD修飾的長(zhǎng)循環(huán)脂質(zhì)體或納米粒等載體系統(tǒng)均表現(xiàn)出較好的腫瘤靶向性。本申請(qǐng)的發(fā)明人在前期研究中,選用噬菌體展示隨機(jī)十二肽庫(kù)(Ph.D-12TM Phage Display Peptide Library Kit),通過(guò)小鼠體內(nèi)四輪篩選,獲得了新的高效腦靶向功能肽-TGN。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了基因藥物常用的載體有病毒載體和非病毒載體,其中,陽(yáng)離子非病毒載體由于其在安全性、可重復(fù)性、巨大的基因包載能力和設(shè)計(jì)靈活性等方面的優(yōu)勢(shì),在遞送基因藥物方面?zhèn)涫荜P(guān)注。據(jù)報(bào)道,目前基因遞送領(lǐng)域最重要的陽(yáng)離子材料聚N,N-二甲氨基-2-甲基丙烯酸乙酯(poly [2_ (dimethylamino) ethyl methacrylate],簡(jiǎn)稱PDMAEMA)與非病毒載體的金標(biāo)準(zhǔn)聚乙烯亞胺(P EI)相比,PDMAEMA具有相似的轉(zhuǎn)染效率但更低的細(xì)胞毒性,此外它還是PH和溫度雙重響應(yīng)型聚合物,能夠通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法合成,很好地控制分子量和分子結(jié)構(gòu)。但是,其尚存在單獨(dú)采用PDMAEMA仍具有一定的溶血性的缺陷,因此影響了基因遞送應(yīng)用的潛力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,提供一種新的腦靶向基因遞釋系統(tǒng),具體涉及一種基于聚甲基丙烯酸酯的腦靶向基因遞釋系統(tǒng)及其制備方法。該基因遞釋系統(tǒng)能夠傳遞基因藥物穿過(guò)血腦屏障,進(jìn)入腦內(nèi)發(fā)揮作用,具有細(xì)胞毒性低,腦靶向效率高的優(yōu)點(diǎn)。
[0008]本發(fā)明的基于聚甲基丙烯酸酯的腦靶向基因遞釋系統(tǒng),其特征在于,該腦靶向基因遞釋系統(tǒng)為包含質(zhì)粒DNA、陽(yáng)離子載體材料和靶向功能基TGN的納米膠束,所述陽(yáng)離子載體材料為嵌段共聚物,其包含陽(yáng)離子鏈段和電中性鏈段;所述的陽(yáng)離子載體材料和靶向功能基TGN組成基因遞釋載體。
[0009]本發(fā)明中,所述陽(yáng)離子鏈段為聚甲基丙烯酸酯,其分子量為5,000-30, 000。
[0010]其結(jié)構(gòu)如下示:
[0011]
【權(quán)利要求】
1.一種基于聚甲基丙烯酸酯的腦靶向基因遞釋系統(tǒng),其特征在于,該腦靶向基因遞釋系統(tǒng)為包含質(zhì)粒DNA、陽(yáng)離子載體材料和靶向功能基TGN的納米膠束,所述陽(yáng)離子載體材料為嵌段共聚物,其包括陽(yáng)離子鏈段和電中性鏈段;所述的陽(yáng)離子載體材料和靶向功能基TGN組成基因遞釋載體。
2.按權(quán)利要求1所述的基于聚甲基丙烯酸酯的腦靶向基因遞釋系統(tǒng),其特征在于,所述陽(yáng)離子鏈段為聚甲基丙烯酸酯,其分子量為5,000-30,000,
3.按權(quán)利要求1所述的基于聚甲基丙烯酸酯的腦靶向基因遞釋系統(tǒng),其特征在于,所述電中性鏈段選自聚乙二醇、聚氧乙烯、聚-Ν_(2-羥丙基)-甲基丙烯酰胺、聚乳酸-羥基乙酸共聚物-聚乙二醇、聚丙交酯-聚乙二醇或聚己內(nèi)酯-聚乙二醇。
4.按權(quán)利要求3所述的基于聚甲基丙烯酸酯的腦靶向基因遞釋系統(tǒng),其特征在于,所述的聚乙二醇為甲氧基-聚乙二醇或馬來(lái)酰亞胺基-聚乙二醇,其分子量為1,000-6, 000,聚氧乙烯的分子量為2,000-10,000,聚-N-(2-羥丙基)-甲基丙烯酰胺的分子量為2,000-10, 000,聚乳酸-羥基乙酸共聚物-聚乙二醇的分子量為2,000-30, 000,聚丙交酯-聚乙二醇或聚己內(nèi)酯-聚乙二醇的分子量為2,000-35, 000。
5.按權(quán)利要求3所述的基于聚甲基丙烯酸酯的腦靶向基因遞釋系統(tǒng),其特征在于,所述的聚乙二醇其分子量為2,000-5,000 ;聚氧乙烯的分子量為3,000-6,000 ;聚4-(2_羥丙基)_甲基丙烯酰胺的分子量為5,000-8, 000 ;聚乳酸-羥基乙酸共聚物-聚乙二醇的分子量為10,000-20,000 ;聚丙交酯-聚乙二醇或聚己內(nèi)酯-聚乙二醇的分子量為20,000-25,000。
6.按權(quán)利要求1所述的基于聚甲基丙烯酸酯的腦靶向基因遞釋系統(tǒng),其特征在于,所述的陽(yáng)離子鏈段與電中性鏈段的分子比為1:1-20,二者通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法相連接。
7.按權(quán)利要求1所述的基于聚甲基丙烯酸酯的腦靶向基因遞釋系統(tǒng),其特征在于,所述的靶向功能基TGN與陽(yáng)離子載體材料的分子比為1-10:1。
8.按權(quán)利要求1所述的基于聚甲基丙烯酸酯的腦靶向基因遞釋系統(tǒng),其特征在于,所述的納米級(jí)膠束由基因遞釋載體與質(zhì)粒DNA組成,其中的陽(yáng)離子鏈段與質(zhì)粒DNA的氮磷比是 0.5-20:1。
9.權(quán)利要求1所述的基于聚甲基丙烯酸酯的腦靶向基因遞釋系統(tǒng)的制備方法,其特征在于,采用共價(jià)鍵將陽(yáng)離子鏈段聚甲基丙烯酸酯、電中性鏈段和腦靶向功能基TGN相連接獲得基因遞釋載體,獲得的基因遞釋載體與質(zhì)粒DNA通過(guò)靜電復(fù)合形成納米級(jí)基因遞釋系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】A61P25/00GK103623424SQ201210306885
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月24日
【發(fā)明者】張奇志, 錢(qián)勇, 蔣新國(guó) 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)
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