[发明专利]智能型纳米递送系统、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物大分子和有机小分子（包括药物) 细胞输送的一个智能型纳米递送系统，其制备方法及在药物细胞输送中的应用。本发明进一步提供一个细胞输送的纳米技术平台。

背景技术

人类端粒酶逆转录酶(hTert)是一个催化亚基或催化分子实体。已经证明这个催化亚基能够同时组合成端粒酶全酶，即：在人类细胞内组合成的全酶和另一个RNA成份(hTert)的复合体。人类端粒酶逆转录酶的蛋白成份(hTert)是一个催化分子亚基。实验表明, 这个亚基可以同时和RNA成份(hTert)组成一个全酶。在自然界，端粒酶可以通过延长染色体末端的端粒修复染色体DNA。不正常长度的端粒或端粒加速缩短在一系列与年龄有关的疾病中扮演着重要的病理角色，比如：原因不明的肺部纤维化、先天性角化不良、皮癣、动脉硬化、骨质疏松、眼睛视网膜黄斑退行性病变。正常的端粒变短在人类和动物衰老过程中扮演着重要的角色。科学家认为：端粒酶可以减缓某些疾病的病情，如上述疾病。可见, 投递端粒酶作一个药物分子对减缓以上病理现象具有很大的潜力, 开发端粒酶药物有望带来一个新的药物研发方向, 可能会导致新药物的开发，第一次能够治疗一些以往认为的不治之症。

端粒酶被普遍认为是一个非常有用的治疗疾病的生物大分子，是治疗性药物蛋白质。同时，临时性/短暂性的细胞稳定态(无细胞凋亡) 是在hTert端粒酶蛋白亚基在培养皿细胞中观察到的，细胞的永久性生存可以安全的转移到活体内(美国专利6,358,739)。后来科学家还建议这个细胞不老化概念可以用于人体组织、器官、系统甚至整体。尽管投递端粒酶来治疗疾病的前景令人向往并具潜力，但由于目前基因投递的局限性限制了实际使用端粒酶治疗疾病的可能性。

从药物研发和创新的角度来看，一种安全有效投递端粒酶或端粒酶催化亚基(hTert)进入细胞的实用方法急需开发, 这种创新的投递方法将有助于减缓与年龄有关的严重疾患。一种安全、有效投递这些特殊类别的酶可能通过使用具生物降解、生物兼容特点的纳米粒来实现。研究已经观察到：在投递大分子和酶到细胞内时由乳酸和羟基乙酸双聚合而成的生物降解性纳米粒(PLGA)能携带这些酶迅速(少于10分钟)逃离溶酶体，从而保护酶分子不被溶酶体消化和破坏。

生物降解性纳米粒实验表明：能用于以一种慢速率向细胞内投递一系列有疗效的生物大分子，如：蛋白质和小分子量的药物，如：地塞米松，可带来持续性的治疗效果。相反，投递的分子可以通过生物工程的手段来实现快速释放。尽管多肽能穿透细胞，如：VP22已经在细胞水平证明可作为一个有效地投递端粒酶亚基(hTert)基因(美国专利：6,358,739)的方法。在药物和基因投递方面，与其它聚合物载体相对比, 聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）纳米粒载体具有诸多优势，包括生物降解性、生物兼容性，并被美国食品和药物管理局批准用于人体药物投递。聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）纳米粒在科学界、医疗和药物开发领域已经被广泛、深入地研究过，被认为是一种非常可靠的方法来持续性向细胞内投递生物大分子。

蛋白质被包封在纳米粒内的过程还没有变成一个非常简单和容易重复的科学过程，蛋白质的投递在成功之前需要大量的研发工作和优化工作，因为每一个蛋白质的分子量、疏水性和稳定性都不一样。本质上来讲，每一类蛋白质以纳米粒方式投递需要特定的研发手段，从小规模到大规模，最后到临床试验，以验证纳米粒的可行性，同时研究和开发出合适的配置方法。

一个蛋白质是否代表一种新的药物，主要是由其分子大小而决定。正确的纳米粒配置方法，主要是由蛋白质的稳定性、分子量和水溶性来决定。端粒酶(hTert)的蛋白成份有1,132个氨基酸，分子量是126,997道顿，从生物学的角度的说是一个异乎寻常大的分子，而完整的端粒酶总和的分子量将近翻倍。端粒酶通常认为非常不稳定，并且仍不知道端粒酶是否能够成功地包裹在PLGA纳米粒里，以活性功能状态下投递到细胞内。基于端粒酶的不稳定性，尤其是需要穿透细胞核的核膜，目前还没有足够科学研究能把有活性功能的端粒酶投递到细胞内的过程简单化。必须能够证实：一旦投递到细胞核内，一定能够延长人类染色体末端的端粒。