[发明专利]一种仿生纳米红细胞基因载体及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种仿生纳米红细胞基因载体及其制备方法与应用。所述的仿生纳米红细胞基因载体，包括红细胞膜和包覆于红细胞膜中的可电荷反转的内核。本发明还提供了该仿生纳米红细胞基因载体的制备方法，通过酰胺反应合成可电荷反转的基因载体；再通过挤压法将可电荷反转的基因载体内核包覆于红细胞膜中。本发明首次运用生物膜包裹治疗基因用于疾病治疗，不仅可以保证内核的负电性，成功被红细胞膜包裹，实现了基因药物在体内的长循环，并在病灶微环境下可实现电荷反转从而释放核酸药物。同时该基因载体无细胞毒性，并可在体内完成无毒化的代谢，为基因治疗提供了一类全新的安全、高效的基因载体，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于生物医学工程材料领域，特别涉及一种仿生纳米红细胞基因载体及其制备方法与应用。

背景技术

基因治疗作为一种能治疗遗传疾病、恶性肿瘤、病毒感染以及神经性疾病的潜在治疗方法得到了广泛的研究[1]。在基因治疗中，基因载体能否有效地引导和控制基因被病灶细胞内吞与表达是临床应用的关键。相比病毒型基因载体，非病毒型基因载体有着相对较高的生物相容性和较低的免疫原性，载基因能力强，易于制备修饰等优点，但普遍存在的血液循环时间短、细胞毒性与转染效率较低等问题。目前报道较多的非病毒型基因载体有阳离子脂质体，壳聚糖，聚乙烯亚胺(PEI)，聚赖氨酸(PLL)，多胺树枝状大分子(PAMAM)等。这些阳离子基因载体容易在血液中吸附蛋白，血液相容性有待改善，易被免疫细胞较快地捕获清除，这使得达到靶细胞的纳米粒的量极少，导致体内转染时效率低，限制了其治疗效果和临床应用。

Zhang[2]首次报道了红细胞膜包裹PLGA聚合物核，采用红细胞仿生实现了体内长循环，更有效地转运到靶器官或组织。该报道被美国科学院院报《PNAS》收录后，生物膜隐身载体引起了研究人员的广泛关注，其优势体现在优良的生物相容性，体内免疫逃逸和长循环能力，最终能安全高效地进入靶细胞[3～5]。目前报道的载体隐身衣有红细胞膜[6]，白细胞膜[7]，血小板膜[8]，微生物膜[9]等等，其应用则主要集中在药物载体(现有的生物膜载药系统主要针对化疗药物的递送)和免疫方面的研究，以及促进细胞增殖和功能化[10]。

然而目前采用生物膜隐身的基因载体尚未见报道。其中的原因之一是由于生物膜带负电，需要包裹的内核也带负电。负电内核虽然能被生物膜完全包裹达到仿生效果，但其无法实现溶酶体逃逸并在胞浆内将基因释放；传统的阳离子基因载体为了保证稳定性和载基因效率，形成载基因复合物后均带正电，生物膜不能完全包裹，难以做到真正的隐身。要想获得生物膜包裹的仿生细胞基因载体，必须保证内核的负电性。电荷反转型载体其在血液循环中的负电性满足了生物膜包裹的条件，并且达到病灶处由于微环境的改变可将基因释放。如何得到具有生物相容性好，无免疫原性，能体内长循环和特异性靶向的基因载体已成为当前生物医学工程材料领域亟待解决的重要课题。迄今为止，肿瘤基因治疗(如siRNA治疗)缺少一类安全高效的基因载体，将细胞仿生与电荷反转理念相结合，构建红细胞仿生型纳米基因载体及其应用尚未报道。

参考文献

[1]Davis ME,Zuckerman JE,Choi CHJ,Seligson D,Tolcher A,Alabi CA,etal.Evidence of RNAi in humans from systemically administered siRNA viatargeted nanoparticles.Nature.2010；464:1067-U140.

[2]Wang S,Huang P,Chen XY.Hierarchical Targeting Strategy forEnhanced Tumor Tissue Accumulation/Retention and CellularInternalization.Advanced Materials.2016；28:7340-64.