[發明專利]一種基因載體系統及其構建方法

有效

• 申請號: 201711350421.7
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108034676B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 王曉娟;馬錫琦;王雅楠;黃方;葛保勝;何化
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C12N15/85
• 分類號: C12N15/85;C12N15/64
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 付麗麗

本發明公開了一種基因載體系統，包括帶正電荷的金納米簇、帶負電荷的高分子遮蔽體系和基因物質，其中帶正電荷的金納米簇與帶負電荷的高分子遮蔽體系的質量比為(2～10)：1，帶正電荷的金納米簇與基因物質的質量比為(2～5)：1，基因載體系統尺寸在100?200nm。同時公開了載體系統的構建方法。其采用帶負電高分子多糖作為高分子遮蔽體系與金納米簇相結合，調整載體系統的整體帶電性，避免基因載體在細胞內容易吸附各種生物分子，提高轉染效率；金納米簇與基因物質以及多糖的結合效果良好，形成的聚合物毒性低，尺寸在100?200nm，有利于進入細胞，提高了轉染效率。

技術領域

本發明屬于生物工程技術領域，特別涉及一種以金納米簇作為陽離子載體，多糖類物質作為陰離子遮蔽體系構建的基因載體系統。

背景技術

21世紀是生物技術的世紀，農業領域中越來越多的運用到生物技術，生物技術為農業生產帶來巨大的變化。轉基因技術是指運用科學的技術手段，將特定的基因片段轉入特定生物中，使得該生物個體具有該基因所攜帶的性狀。轉基因技術通過在分子和細胞水平上對基因進行操作，打破物種間的生物隔離的天然屏障，從而實現對目標物性狀的定向改良，這項技術是生物技術領域的發展前沿之一。自從人類刀耕火種的生活方式以來人類對農作物遺傳的改良就從來沒有停止。傳統的改良農作物的方式主要是對自然產生變異的優良基因進行選擇和利用，只能被動的對現有的優良基因進行篩選，不具有主觀能動性，其過程漫長。而且傳統的技術存在著一定的局限性，不具有高效性。傳統的技術只能在生物種內個體間進行基因的轉移，轉基因技術就不存在這個局限。

轉基因成功的一個重要的條件，就是要將所需基因成功地輸送到目標細胞體內。只有在這個前提下，轉基因才能實現。目前用于基因轉染的非病毒載體種類繁多，其中占多數的是陽離子高聚物及相關復合體，例如使用范圍很廣的陽離子聚合物聚乙烯亞胺(Molecular design of functional polymers for gene therapy.Jeong JH,Kim SW,Park TG.Park.Prog.Polym.Sci.2007；32(11):1239-1274)。但是陽離子聚合物往往毒性較高，在體內運輸過程會產生非特異性吸附(Gene transfer with lipospermines andpolyethylenimines.Remy JS,Abdallah B,Zanta MA,Boussif O,Behr JP,DemeneixB.Adv.Drug Deliver.Rev1998Mar2；30(1-3):85-95.)。然而陽離子高聚物基因載體存在轉染效率低，細胞毒性大等缺點。

金納米材料具有化學性質穩定、親和力強、生物相容性好、易于表面修飾等優點，是生物醫學領域研究和應用最早的納米材料之一。例如，中國發明專利CN2008100514118公開了一種含納米金顆粒的非病毒基因載體、制備方法和應用，其通過硫金鍵將納米金顆粒和陽離子聚合物結合在一起作為基因載體。中國發明專利CN2014100294486公開了一種脂質保護的納米金基因載體及其制備方法，首先制備磷脂泡囊溶液，然后在還原劑的作用下，金離子在溶液中與磷脂泡囊反應，得到脂質保護的納米金基因載體。上述方法制備的基因載體體系雖然在細胞中取得了良好的轉染效果，但是制備方法復雜，陽離子高聚物進入生物細胞時，各種生物分子容易吸附在陽離子高聚物表面，形成聚集，影響其轉染效率。

發明內容

為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供了一種利用多肽修飾的金納米簇作為帶正電的基因載體，高分子多糖聚合物作為帶負電的遮蔽體系的新型基因載體系統。解決有現有基因載體系統存在的轉染率低、毒性高、容易導致細胞死亡、制備方法復雜、在細胞內容易吸附各種生物分子等問題。

為了實現上述目的，本發明一種基因載體系統，包括帶正電荷的金納米簇、帶負電荷的高分子遮蔽體系和基因物質，其中帶正電荷的金納米簇與帶負電荷的高分子遮蔽體系的質量比為(2～10)：1，帶正電荷的金納米簇與基因物質的質量比為(2～5)：1，基因載體系統尺寸在100-200nm。