[发明专利]一种基于聚甲基丙烯酸酯的脑靶向基因递释系统

说明书

技术领域

本发明属生物技术领域，涉及药物递释系统，具体涉及一种基于聚甲基丙烯酸酯的脑靶向基因递释系统及其制备方法。 

技术背景

随着人口老龄化进程的加剧，许多脑部疾病如帕金森病、老年痴呆病，越来越困扰着人类，严重影响了人们的健康和生活质量。基因治疗已渐成为针对上述疾病极具潜力的治疗手段，但由于血脑屏障(blood-brainbarrier,BBB)的存在，治疗基因尚无法自主进入脑部病灶，发挥治疗作用。有研究采用高渗休克、颈动脉注射和直接脑室注射给药的侵袭性给药途径，虽然效果较好，却易造成脑部感染和BBB损伤。因此，如何增加非侵袭性给药(如静脉注射)后基因在脑部的分布进而表达是脑内基因递释系统研究的关键。 

所谓脑靶向基因递释系统，即利用脑毛细血管内皮细胞上存在着多种特异性受体和转运体，选择其相应的配体作为靶向功能基，修饰到载基因药物递释系统的表面，介导其跨BBB转运。研究显示，此法可有效克服BBB的屏障，且基因药物被包载到递药系统中有利于提高药物体内稳定性，延长血中半衰期。此法是目前最为成熟的脑靶向策略之一，受到广泛关注。 

研究报道合适的脑靶向功能基是提高基因递释系统脑靶向效率的关键。目前较多的介导入脑的靶向功能基有：转铁蛋白、胰岛素、OX26、Angiopep-2等，它们均能介导递释系统跨越BBB，但尚存在着脑靶向效率偏低或组织选择性不理想，以及免疫原性等问题。 

噬菌体展示技术作为一种筛选功能性短肽的生物技术，它是将随机肽段插入到噬菌体衣壳蛋白上，以融合蛋白形式展示在噬菌体的表面，继而通过多轮的“亲和－洗脱－扩增－亲和”的循环步骤，实现高通量筛选。多轮的亲和筛选可以使特异性结合的噬菌体在靶部位富集，而非特异性结合的噬菌体以及不能结合的噬菌体则在多轮的筛选中被淘汰，因此，可保证最终筛选得到的噬菌体展示肽对靶 部位具有高度的亲和性，从而有望提高递药系统的靶向效率和组织选择性。此外，经噬菌体展示筛选得到的短肽还具有生物相容性好、易于修饰等优点。如有研究通过噬菌体展示技术筛选出可与肿瘤血管内皮细胞特异结合的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)三肽序列，RGD修饰的长循环脂质体或纳米粒等载体系统均表现出较好的肿瘤靶向性。本申请的发明人在前期研究中，选用噬菌体展示随机十二肽库(Ph.D-12TM Phage Display Peptide Library Kit)，通过小鼠体内四轮筛选，获得了新的高效脑靶向功能肽-TGN。 

现有技术公开了基因药物常用的载体有病毒载体和非病毒载体，其中，阳离子非病毒载体由于其在安全性、可重复性、巨大的基因包载能力和设计灵活性等方面的优势，在递送基因药物方面备受关注。据报道，目前基因递送领域最重要的阳离子材料聚N,N-二甲氨基-2-甲基丙烯酸乙酯(poly[2-(dimethylamino)ethyl methacrylate],简称PDMAEMA)与非病毒载体的金标准聚乙烯亚胺(P EI)相比，PDMAEMA具有相似的转染效率但更低的细胞毒性，此外它还是pH和温度双重响应型聚合物，能够通过原子转移自由基聚合法合成，很好地控制分子量和分子结构。但是，其尚存在单独采用PDMAEMA仍具有一定的溶血性的缺陷，因此影响了基因递送应用的潜力。 

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的缺陷，提供一种新的脑靶向基因递释系统，具体涉及一种基于聚甲基丙烯酸酯的脑靶向基因递释系统及其制备方法。该基因递释系统能够传递基因药物穿过血脑屏障，进入脑内发挥作用，具有细胞毒性低，脑靶向效率高的优点。 

本发明的基于聚甲基丙烯酸酯的脑靶向基因递释系统，其特征在于，该脑靶向基因递释系统为包含质粒DNA、阳离子载体材料和靶向功能基TGN的纳米胶束，所述阳离子载体材料为嵌段共聚物，其包含阳离子链段和电中性链段；所述的阳离子载体材料和靶向功能基TGN组成基因递释载体。 

本发明中，所述阳离子链段为聚甲基丙烯酸酯，其分子量为5,000-30,000。 

其结构如下示： 

n为10-200 

本发明中，电中性链段选自聚乙二醇、聚氧乙烯、聚-N-(2-羟丙基)-甲基丙烯酰胺(pHPMA)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物-聚乙二醇(PLGA-PEG)、聚丙交酯-聚乙二醇(PLA-PEG)或聚己内酯-聚乙二醇(PCL-PEG)。其中， 

聚乙二醇包括甲氧基-聚乙二醇（Me-PEG）和马来酰亚胺基-聚乙二醇（Maleimide-PEG），二者的分子量选自1,000-6,000，优选为2,000-5,000；