[发明专利]在各种细胞群中纳米颗粒介导的基因传递、基因组编辑和靶向配体的修饰

说明书

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求于2013年9月23日提交的根据35U.S.C.§119 的美国临时申请No.61/881,072的优先权，其全部内容通过引用的方 式并入本文。

政府权利声明

本发明是在美国政府支持的由国立卫生研究院所颁发的编号为 R01AG030637的项目下作出的。美国政府对本发明拥有特定的权利。

技术领域

本发明主要涉及使用纳米颗粒转染细胞。更具体而言，本发明 涉及用聚合复合物核包被纳米颗粒以用于将多核苷酸传递至细胞内 修饰基因表达。

背景技术

将多核苷酸引入细胞中以改变基因表达，这需要在进入细胞之 前将多核苷酸恰当地包装以避免其降解，从而允许其进入细胞和直接 传递至适当的亚细胞小室。改变表达的有效性也取决于进入细胞后多 核苷酸从包装中释放的时间期限(time-frame)。

用于修饰基因表达的可利用的基于纳米颗粒的技术受低水平的 细胞转染和在转染时有限的效果所限制，至少部分是由于其在满足前 述需求时受到的限制。因此，期望获得满足所有这些要求以增强效果 的基于纳米颗粒的转染剂及其使用方法。

发明内容

一方面，本发明通过提供了纳米颗粒克服了现有技术的缺点并 提供了额外的优点。所述纳米颗粒包括：核聚合复合物(polyplex) 和在所述核聚合复合物上的二氧化硅涂层，并且所述聚合复合物包括 阴离子聚合物、阳离子聚合物、阳离子多肽和多核苷酸。另一方面， 纳米颗粒还可以包括附着在二氧化硅涂层外表面的聚合物。

本发明也提供了修饰细胞内多核苷酸的方法。该方法包括将细 胞与纳米颗粒接触，其中所述纳米颗粒包括核聚合复合物和在所述核 聚合复合物上的二氧化硅涂层，其中聚合复合物包括阴离子聚合物、 阳离子聚合物、阳离子多肽和多核苷酸。另一方面，纳米颗粒还可以 包括附着在二氧化硅涂层外表面的聚合物。

通过本发明的技术实现了额外的特征和优点。通过以下对本发 明各个方面的详细描述以及随附的附图，本发明的这些以及其他目 的、特征和优点将变得清晰。

附图说明

本发明的一个或多个方面被特别指出，并且在对说明书进行总 结的权利要求书中作为例子得到显著保护。通过以下对本发明的详细 描述以及所附的附图，本发明的前述和其他目的、特征和优点将变得 清晰，其中：

图1A-1B为根据本发明的一个方面的纳米颗粒及其组分的一些 实施方案的示意图；

图2A为根据本发明的一个方面的如何制备纳米颗粒的示意图；

图2B为这样的示意图，其示出了根据本发明的一个方面的细胞 如何摄取和在细胞内处理纳米颗粒的方法；

图3为这样的图示，其图解说明了根据本发明的一个方面的包 含不同比例的各种带电聚合物和多核苷酸对聚合复合物络合的影响 的图；

图4为这样的图示，其图解说明了根据本发明的一个方面的在 聚合复合物中包含或不包含阴离子聚合物的情况下，包含不同比例的 各种带电聚合物和多核苷酸对聚合复合物络合的影响；

图5为这样的图示，其图解说明了根据本发明的一个方面的在 阳离子多肽存在或不存在的情况下，所包含的阴离子聚合物增加对聚 合复合物的破坏作用；

图6为示出了根据本发明的一个方面的具有不同层的纳米颗粒 的尺寸的图示；

图7为利用各种纳米颗粒转染的细胞的显微照片，其为根据本 发明的一个方面的证明细胞摄取和转染后纳米颗粒亚细胞定位的显 微照片；

图8为利用纳米颗粒转染的细胞的显微照片，其示出了根据本 发明的一个方面的转染后纳米颗粒在细胞内停留的持续时间；

图9A-B为示出了根据本发明的一个方面的细胞如何摄取纳米 颗粒的显微照片，所述纳米颗粒在聚合复合物的二氧化硅涂层外部附 着有聚合物层；