[发明专利]肿瘤靶向基因递送系统及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及医药技术领域，具体涉及一种双功能肽修饰的肿瘤靶向基因递送系统及其应用。

背景技术

肿瘤已成为威胁人类生命健康的一个重大疾患，目前还缺乏有效的治疗手段。治疗肿瘤的传统药物疗效较差，副作用大且靶向效果差。肿瘤发展的生物学起因是基因突变，对病变的基因和肿瘤细胞进行靶向治疗是目前最有力的治疗方法，也是现代研究肿瘤治疗最活跃的领域。

要成功地实施基因治疗，必须具备三个关键因素：针对性的治疗基因；基因递送系统；基因表达调节系统。其中基因递送系统是基因治疗的核心技术，理想的基因递送载体系统应具备以下特性：细胞毒性低、缩合DNA能力强、良好的体液稳定性、可靶向于特定细胞、能及时穿膜并在胞内转运和释放等。目前，相对于生物化学和分子生物学等学科对基因治疗技术的巨大促进作用，进展缓慢的基因递送系统已经成为制约基因治疗发展的“紧箍咒”，阻碍了基因治疗的顺利实施。因此，构建具有较高转基因效率、特异靶向性及良好稳定性和安全性的基因递送载体系统迫在眉睫。

目前的基因载体主要包括病毒和非病毒载体两种。病毒载体转染效率较高但存在运载能力低、有潜在安全威胁等缺点，因此，越来越多的研究者把目光转移到非病毒载体。聚乙烯亚胺(polyethylenimine,PEI)是近年来研究最为广泛的阳离子多聚物非病毒基因载体，富含阳离子，具有强大的缓冲能力，有较强结合DNA和黏附细胞的能力，可缩聚DNA分子形成颗粒并转入真核细胞进行表达。然而，PEI作为基因载体仍存在两个突出问题:第一，转染效率与细胞毒性存在矛盾。小分子PEI虽细胞毒性低，但在生理的离子浓度下与DNA易发生解离，造成转染效果差；分子量在20kDa以上的PEI虽具有较理想转染效率，但由于PEI的表面富含阳性电荷以及体内不可降解性，致使高分子量PEI表现出较强的细胞毒性。第二，聚乙烯亚胺靶向性差。它是利用自身所带的正电荷，与细胞表面带负电荷的受体通过静电作用相结合，所以细胞的选择特异性差，解决靶向性问题已成为非病毒载体中最为关注的问题。因此，如何将PEI改造成细胞毒性低、靶向性强、转染效率高的基因载体材料是解决PEI应用难题的突破口。

肿瘤细胞表面存在TRAIL死亡受体DR5，对其靶向定位，可以实现肿瘤细胞的靶向性，改变肿瘤/非瘤组织中的分配，使毒副作用降低，治疗指数提高。TAT细胞穿膜肽具有增强递药系统稳定性，更易穿过肿瘤细胞膜的作用。

但是目前由DR5短肽和TAT细胞穿膜肽连接组成的双功能肽修饰的聚乙烯亚胺衍生物及其应用在国内外尚未见报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种肿瘤靶向基因递送系统，该基因递送系统是将低分子量的聚乙烯亚胺(PEI)连接到普朗尼克(Pluronic)聚合物表面形成聚乙烯亚胺衍生物，再将具有肿瘤靶向和促穿膜作用的双功能肽与聚乙烯亚胺衍生物偶联而构建成的肿瘤靶向纳米基因递送系统，该系统作为基因载体，不仅高效低毒，且靶向性强、稳定性好。

此外，还需要提供一种上述肿瘤靶向基因递送系统的制备方法及应用。

为了解决上述技术问题，本发明通过如下技术方案实现:

在本发明的一个方面，提供了一种肿瘤靶向基因递送系统，该基因递送系统包含：连接有双功能肽的聚乙烯亚胺衍生物，所述聚乙烯亚胺衍生物为普朗尼克修饰的低分子量聚乙烯亚胺，所述双功能肽含有特异性亲和DR5受体的DR5短肽、及细胞穿膜肽TAT。

本发明中，普朗尼克修饰的聚乙烯亚胺，其化学结构式如下：

式中，PEI为聚乙烯亚胺，x＝2-80，y＝10-40。

所述聚乙烯亚胺的分子量范围为600-2000Da。

普朗尼克为两亲性聚合物，是一种由中部疏水的聚氧丙烯(PO)链侧面连接两段亲水聚氧乙烯(EO)构成的非离子式三嵌段共聚物，其化学结构式如下：

EO链形成亲水性外壳，可以增加载体材料的胶体稳定性，降低PEI的细胞毒性；而PO链形成亲脂性内核，可以增加材料的亲脂性，提高对细胞的亲和力，进而提高转染效率。

由于聚氧乙烯链的亲水性和聚氧丙烯链的亲脂性，使普朗尼克这类共聚物具有极不相同的表面活性，属于非离子型表面活性剂。根据亲水亲油平衡值(HLB)，普朗尼克具有从极端疏水性的Ploxamer 401(HLB＝0.5)到极端亲水性的Ploxamer 108(HLB＝30.5)的多种产品。