[發明專利]一種基于金納米顆粒構建多功能基因治療載體的方法

有效

• 申請號: 201410494430.3
• 申請日: 2014-09-24
• 公開（公告）號: CN104306987B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 徐福建;趙娜娜;閆彭
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: A61K48/00
• 分類號: A61K48/00;A61K47/02;A61K49/18;A61K49/14
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司11275
• 代理人: 張水俤

技術領域

本發明屬于CT造影劑及非病毒基因載體技術領域，具體涉及以金納米顆粒為骨架，包括球形金納米顆粒、棒狀金納米顆粒(不同軸徑比)、箭頭形金納米顆粒、八面體形金納米顆粒等形貌，利用修飾過的牛血清蛋白包裹金納米顆粒，ATRP法構建多功能基因治療載體的方法。

背景技術

基因治療是將正常基因導入造血干細胞或其他組織細胞，通過恢復或增添基因表達，糾正其特定的遺傳性缺陷、基因結構或功能上的錯亂，阻止病變的進展，或抑制病毒遺傳信息的復制和表達，從而達到治療目的的方法。目前基因治療在攻克人類癌癥、遺傳疾病以及心血管等重大疾病方面起到舉足輕重的作用。基因治療有三個重要的環節，目標基因的發現、基因載體的研制和目標基因在細胞內的特異性表達。其中，基因導入系統是基因治療的核心，缺乏安全高效的基因載體是目前制約基因治療實施的主要瓶頸。

基因載體是作為基因導入細胞的工具，可以把目的基因送入靶細胞內，從而發揮目的基因的特定功能。應用于基因治療的載體主要分為病毒載體(viral vector)和非病毒載體(non-viral vector)。病毒載體主要為逆轉錄病毒、腺病毒、腺相關病毒及單純皰疹病毒，其優點是轉染率高，缺點是缺乏安全性，可能引起致癌作用與不希望的自身免疫反應(unexpected immune response)和白細胞的病毒變化，甚至可能造成病人多器官衰竭導致死亡。此外病毒載體還會引起插入突變的現象，可能導致宿主細胞的惡行轉化，而且病毒載體攜帶DNA的能力有限，不利于大規模的生產。由于它的上述弱點，目前科學界已經研究重心轉向非病毒技術的研究與開發。與病毒性載體相比，非病毒載體安全性高，并且具有低免疫原性、能夠攜帶大量DNA分子、容易大批量生產及費用低廉等優點，是一個有潛力的替代路線，故人們愈來愈重視人工合成的非病毒載體的研究。陽離子聚合物是目前研究最廣泛的人工合成非病毒載體。陽離子聚合物能夠自發與帶負電荷的基因通過電荷相互作用，可形成帶正電荷納米級的復合體(complex)，從而協助基因穿過帶負電的細胞膜。此外，陽離子聚合物載體也能夠保護質粒，避免被核酸酶降解，加速基因的細胞轉染。

CT技術因其優良的空間和密度的分辨率成為了最為廣泛的分子影像學手段之一，在臨床上受到廣泛的使用。為了提高造影效果，目前臨床上多使用基于碘的小分子造影劑。這種造影劑主要是通過吸附的細胞膜表面進行造影。所以這種造影劑存在體內的循環時間短，并且高濃度時具有腎臟毒性等缺點。因此研發新型的造影劑體系非常重要。并且目前為止，新型造影劑的開發更多側重于無機納米顆粒。

金屬納米粒子顯示出明麗的顏色，如金納米球呈現紅色，銀納米球呈現黃色。當納米粒子的形貌或尺寸發生變化，其顏色也隨之改變。顏色取決于粒子的表面等離子體共振。在光照的作用下，納米粒子的導帶電子受到激勵而集體振動，產生電磁場，這種現象稱為表面等離子體共振(SPR)。表面等離子體共振源于粒子中導帶電子與電磁波的相互作用。在相互作用過程中，一些光子會以諧振頻率朝各個方向釋放出來，稱之為散射。同時，一些光子將轉化為聲子或晶格振動，此過程謂之吸收。粒子的SPR特性取決于粒子本身的形貌、尺寸以及它們所處的環境。越來越多的人投入到納米粒子特性的研究上來，使得納米粒子的應用領域不斷拓展。金納米顆粒因為具有較高的X-設點吸收系數，良好的生物相容性，以及表面易修飾等獨特的性質和明顯的優勢正受到越來越廣泛的關注。在已經報道的工作中，棒狀金納米顆粒能夠實現靶向運輸，并在腫瘤內的積累，可以應用于藥物運輸以及釋放導致腫瘤細胞的死亡。最近的科學發現，棒狀金納米顆粒可以用于HIV疫苗的制劑，用來治療HIV。棒狀金納米顆粒也可用于基因傳遞，誘導基因沉默，開發基因治療方法。此外由于棒狀金納米顆粒能夠吸收近紅外光，并能將吸收的光能轉化為熱能，引起溫度的升高，因此可以應用于光熱治療，這種光誘導的熱能也能夠導致質粒DNA的可控釋放，為基因重組及治療提供了有效的工具。所以金納米顆粒良好的標記材料和新型造影劑。但是合成金納米顆粒過程中，會引入表面活性劑CTAB(十六烷基三甲基溴化銨)，CTAB有著很強的細胞毒性，所以對金納米顆粒進項表面修飾，除去CTAB，降低毒性，是利用金納米棒的前提。