[发明专利]一种基于氧化硅纳米颗粒构建多功能基因治疗载体及药物载体的方法

说明书

技术领域

本发明属于非病毒基因载体及药物载体技术领域，具体涉及以氧化硅纳米颗粒为基质，利用表面修饰功能化氧化硅纳米颗粒，以原子转移自由基聚合(ATRP)法构建多功能基因治疗载体及药物载体的方法。

背景技术

随着癌症以及其它基因类疾病发病率的升高，基因治疗在癌症以及其它疾病治疗中的应用引起人们的广泛关注。基因治疗(gene therapy)是指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，以达到治疗目的，即将外源基因通过基因转移技术将其插入病人的适当的受体细胞中，使外源基因制造的产物能治疗某种疾病。从广义说，基因治疗还可包括从DNA水平采取的治疗某些疾病的措施和新技术。目前基因治疗在攻克人类癌症、遗传疾病以及心血管等重大疾病方面起到举足轻重的作用。选择合适的基因载体和药物基因复合，使目的基因能够在靶细胞中获得安全、高效、可控且稳定的表达是基因治疗的关键问题之一。

基因载体作为基因导入细胞的工具，功能为将目的基因送至宿主细胞，跨过细胞膜及细胞外基质，将基因导入细胞核内，使之得到复制和表达。目前使用的基因载体可分为病毒性载体和非病毒性载体。病毒载体有逆转录病毒(retrovirus,RV)、腺病毒(adenovirus,AV)、腺相关病毒(adeno-associated virus,AV)、疱疹病毒(herpes simplex virus,HSV)、慢病毒(lentivirus)等。病毒载体转染效率高，但改造病毒易引发机体强烈的免疫反应，具有潜在致癌性且其价格昂贵。这些缺陷使得病毒性载体的应用受到很大限制。常见的非病毒性载体包括裸DNA(naked DNA)、脂质体和脂质体复合物(liposanes or lipoplexes)以及阳离子高聚物(cationic polymer)。裸露DNA转染主要采用物理方法，例如针注射、基因枪、电穿孔等，将目的基因直接导入细胞中进行表达。脂质体由磷脂双层构成，为两亲性结构分子，通过自组装可构成水相内核的脂质微囊，将DNA包裹，可用作制备靶向性、无免疫原性、缓释时间长、毒副作用低及载药率高的抗癌药物载体。阳离子高聚物不仅具有低毒、低免疫原性、低致癌性，易于制备和携带目的基因、强静电作用、有效络合DNA等特点，且其便于进行靶向性和生物适用性改性，是近年来研究最广泛的基因载体材料。

化学疗法是将药物经血管带到全身，因为所用药物都是有害，甚至是带毒性的，体内细胞，无论是否为癌细胞，都受到破坏。这极大地影响了化疗的治疗效果，对患者的身心造成了很大的伤害。提高化疗效果的关键是如何提高药物的靶向性和降低药物的毒副作用。通过载体包裹抗肿瘤药物，能够减少体内酶对抗肿瘤药物的破坏与降解从而提高了药物在体内的稳定性。同时包裹在载体内的抗肿瘤药物通过缓释过程能够在较长时间内保持有效的血液浓度，延长药物的作用时间，提高抗肿瘤药物的利用率，降低药物使用的频率。更为重要的是可以通过在抗肿瘤药物载体上修饰各类靶向分子实现药物的靶向运输，降低药物的毒副作用。纳米科技的发展及纳米药物输送体系的建立使得医药领域很多传统难题得以解决，纳米诊疗体系相比于传统药物，其靶向性、生物利用度等都有很大提高，同时此类新型体系可以改善药物稳定性及药物释放动力学行为，从而更大程度地提高治疗效果并减小副作用。因此，开发新型、多样化的纳米药物输送体系是贯穿纳米生物医学的重要课题。目前，常见的药物载体有脂质体、高分子聚合物、金纳米颗粒介孔二氧化硅、量子点等。近年来，无机纳米粒子因其具有光、电、磁等独特性质、尺寸形貌可控性好、比表面积大等一系列优点，引起了人们的广泛关注。