[發明專利]一種破骨前體細胞膜仿生納米顆粒及制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210471438.2
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN115029310A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 王清清;王皓立;劉欣;林賢豐
• 申請（專利權）人: 浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院
• 主分類號: C12N5/078
• 分類號: C12N5/078;C12N5/0786;A61K48/00;A61P19/10;B82Y5/00;B82Y30/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊舟濤

本發明公開了一種破骨前體細胞膜仿生納米顆粒及制備方法和應用，所述靶向遞送基因轉染材料的仿生納米顆粒為破骨前體細胞膜包裹的B?PDEAEA?siRNA/shRNA納米顆粒，并提供了其制備方法和應用。本發明的細胞膜仿生納米顆粒含有破骨前體細胞膜表面的蛋白，具有靶向識別及融合能力，賦予靶向破骨前體細胞的功能。其解決了現有材料無法選擇性抑制破骨細胞譜系中特定細胞階段的技術難點。本發明采用破骨前體細胞膜仿生納米顆粒遞送，可特異識別破骨前體細胞，通過膜融合方式基因轉染材料進入細胞，對胞內ROS響應后，實現電荷反轉從而釋放核酸藥物，達到基因轉染效果。提供了一種安全、高效的基因遞送材料，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于生物材料及其應用，具體涉及一種靶向遞送基因轉染材料的破骨前體細胞膜仿生納米顆粒及其制備方法。

背景技術

細胞過度多核化激活是各種疾病病理過程中重要的因素，包括溶骨性疾病，慢性感染中的肉芽組織破壞，多核巨細胞的過度炎癥反應等。骨質疏松癥是臨床常見慢性骨骼疾病，其低骨量和嚴重的骨微組織結構破壞特點，往往會增加骨骼的脆性和易斷裂性。作為獨特的骨吸收細胞，成熟的多核破骨細胞由于其高轉錄活性，分泌大量酶和酸發揮骨吸收的功能。然而，破骨細胞的過度多核化會導致骨穩態失衡，從而是引起骨質疏松癥的主要因素。目前，對溶骨性疾病的一線治療，如雙膦酸鹽，其不加選擇地抑制破骨細胞譜系，導致所有骨吸收細胞凋亡，從而破壞必要的骨轉換。因此，亟需開發一種材料來選擇性靶向破骨細胞譜系中疾病相關特定階段的破骨前體細胞。

細胞膜工程化技術已廣泛應用于從藥物輸送、成像到光活化治療等各種領域。用細胞膜偽裝的仿生納米粒子賦予了類似細胞的功能，從而延長了納米顆粒在血液中的循環，使它們能夠逃脫免疫系統的清除。此外，在癌癥治療中，由于它們從細胞中繼承了必要的融合蛋白和粘附分子，癌細胞膜包被的納米顆粒可以特異性地靶向同源細胞。因此，這些細胞膜材料的同型靶向遞送是未來疾病治療的可用策略。然而，盡管細胞膜工程化技術已用于各個領域，但尚未實現在細胞多核化過程中具有特定階段細胞的選擇性靶向遞送。破骨前體細胞源自RANKL誘導3天的巨噬細胞，具有參與破骨細胞循環、募集、細胞間識別和融合的特定蛋白質，參與遷移和靶向的蛋白質，如CXCR4、CDC42和RAC2，融合相關蛋白質如CD44和OSCAR。因此，具有特定階段標記蛋白的細胞膜有助于破骨前體細胞的選擇性靶向遞送的作用。

細胞膜工程化技術在同型靶向中展現了重要作用，但目前少有利用這一特性遞送基因轉染材料。因治療性核酸通常攜帶負電荷，用帶負電的細胞膜包裹難以達到理想的包載率，所以需要合適的材料結合治療性核酸。硼酸(酯)芐基季胺化陽離子聚合物(B-PDEAEA)可中和DNA或RNA的負電，并將其壓縮成納米顆粒從而保護核酸不被降解。已有研究顯示B-PDEAEA包載核酸的納米顆粒能夠響應細胞內活性氧自由基

(ROS)，從而快速釋放核酸藥物，促進基因表達和沉默(Liu X,et al.Adv Mater,2016.28(9):1743-52；Li Y,et al.Nanoscale,2017.10(1):203-214)。破骨細胞譜系含有大量ROS的生理特性，使其可觸發納米顆粒中核酸釋放。這些化學特性，使B-PDEAEA成為基因遞送理想候選者。

因此，發明一種靶向遞送基因轉染材料的破骨前體細胞膜仿生納米顆粒應用在骨質疏松治療中具有重大意義和價值，但至今未見有公開報導。

發明內容

本發明的首要目的是為了解決現有材料不具有特異靶向破骨細胞譜系中特定階段細胞及高效遞送基因轉染材料的技術問題。

本發明的另一目的是提供一種靶向遞送基因轉染材料的破骨前體細胞膜仿生納米顆粒的制備方法。通過靜電自組裝合成可電荷反轉的基因轉染材料；然后通過擠壓法將基因轉染材料包覆于破骨前體細胞膜中，制備得到破骨前體細胞膜仿生納米顆粒。

本發明的再一目的是提供所述的破骨前體細胞膜仿生納米顆粒遞送應用。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：