一种基因靶向的可降解纳米氧化镁金属胶束复合物的合成及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种基因靶向的可降解纳米氧化镁金属胶束复合物的合成及其应用。本发明专利技术以纳米氧化镁为载体，吸附能够沉默表达α‑syn的基因SNCA的pDNA，并用天然蛋白胶束进行包裹，最后在胶束的表面修饰上靶向分子mRNA和神经生长因子NGF，构建得到能够治疗帕金森症的可降解纳米氧化镁金属胶束复合物。该纳米氧化镁胶束复合物能够靶向作用SNCA并显著抑制PC12神经细胞的凋亡，对PC12神经细胞的帕金森症模型具有很好的治疗效果；且其粒度适中，近球形和结晶结构，电位稳定，热稳定性好，具有穿透血脑屏障的潜能；对细胞的毒副作用小，具有良好的生物相容性；因而在治疗帕金森症药物的研究和开发方面具有很好的应用前景。

Synthesis and application of a gene targeted biodegradable nano Magnesium Oxide metal micelle complex

The invention discloses the synthesis and application of a biodegradable nano Magnesium Oxide metal micelle complex with a gene targeting. The invention uses nano Magnesium Oxide as the carrier, adsorption can silencing SNCA gene expression of alpha syn pDNA, and was wrapped with natural protein micelles, finally in surface modification of the micelle targeting molecule mRNA and nerve growth factor NGF, can be constructed by degradation of nano Magnesium Oxide metal micelle complex treatment of Parkinson's disease. The Magnesium Oxide nano micelle complex targeting SNCA and apoptosis can significantly inhibit PC12 nerve cells, nerve cells of PC12 Parkinson's disease model has good treatment effect; and the particle size is moderate, the stable potential of nearly spherical and crystalline structure, good thermal stability, can penetrate the blood-brain barrier potential of cells; the side effect is small, has good biocompatibility; so it has a good application prospect in the research and development of drugs for the treatment of Parkinson's disease.

【技术实现步骤摘要】
一种基因靶向的可降解纳米氧化镁金属胶束复合物的合成及其应用
本专利技术属于医药材料
更具体地，涉及一种基因靶向的可降解纳米氧化镁金属胶束复合物的合成及其应用。
技术介绍
帕金森病(Parkinson’sdisease，PD)，是一种神经系统退行性障碍疾病，主要以中脑黑质纹状体的多巴胺能神经元退化和神经递质多巴胺的减少为主要特征。当多巴胺合成减少时，抑制乙酰胆碱的功能降低，两者失衡结果出现“震颤麻痹”。据统计，对于PD，年龄在45岁以下的发病率较低，75～85岁的发病率为3.1％，85岁以上的发病率达到了4.3％。针对PD主要有三种治疗的方法：1)手术治疗：通过移植多巴胺能神经元细胞，来降低用药量，但是并不能从根本上解决问题。2)药物治疗：左旋多巴胺、儿茶酚转移酶抑制剂、多巴胺受体激动剂、单胺氧化酶B、谷氨酸-N-甲基-D-天冬氨酸拮抗剂、酶抑制剂。然而，疾病的恶化是不可避免的，病人很快就会出现运动性障碍，如步伐紊乱、痴呆等。3)基因治疗:RNA干扰特定蛋白的表达，目前研究比较多。因为RNAi通过干扰基因转录为相应的蛋白而沉默特定基因，所以理论上来讲，任何基因都可以通过RNAi靶向沉默，这样就可以为治疗疾病提供一个巨大的前景。帕金森病如众多脑部以及神经系统的重大疾病(如脑肿瘤、中枢神经系统感染和神经退行性疾病等)一样，发病率和死亡率逐年呈上升趋势，但由于血脑屏障(Blood-BrainBarrier,BBB)的存在，98％以上的小分子药物和100％的大分子药物难以入脑，使得脑部疾病的治疗成为急需人类攻克的重大难题。并且药物在病灶部位的蓄积能力差，药物随血液循环全身分布，不仅造成病灶部位难以达到治疗浓度发挥药效，而且因药物在其他器官的蓄积而造成严重的毒副作用；并且会产生一定的耐药性，无论是造成感染的病原体还是引发肿瘤的肿瘤细胞，在进行连续多次给药后，易产生耐药性而使治疗无效。于是如何提高给药效率，直接靶向的将药物输送到目的病灶是今后研究的重点。因此现在各种靶向分子mRNA正在被越来越多的研究者所关注，它可以靶向定位到病灶，将药物直接定向输送到靶向部位，减少治疗药物在输运过程中的损失。α-synuclein是一个有140个氨基酸的蛋白质，在帕金森病的病理生理学中处于一个重要的地位，它的过表达对帕金森病的体内和体外模型都会产生毒性。最近的研究已经显示，严重的PD病人在中脑黑质纹状体处，α-突触核蛋白的mRNA含量增加。与此同时，早期和晚期的帕金森患者也是通过α-突触核蛋白的过表达程度进行区分的。另外，α-突触核蛋白的过表达在体外实验和体内实验中证明都是有毒的。这些现象说明，α-突触核蛋白的结构突变和表达水平上调导致了多巴胺能神经元细胞的死亡和退化。针对PD患者，通过靶向降低α-突触核蛋白表达的治疗策略，会影响多巴胺能神经元细胞死亡的过程。有研究表明，通过在载体上修饰靶向分子之后，能够将药物直接递送到病灶部位，并提高药物治疗效果。这一策略被更多的应用于肿瘤的靶向治疗，将靶向分子定位于基因水平的帕金森症的治疗则鲜有报道。帕金森症是由于编码α-突触核蛋白的基因SNCA的突变引起的，导致α-突触核蛋白单体在细胞质内的积累量增加，从而形成对细胞有毒的α-突触核蛋白低聚体，造成多巴胺能神经元的死亡，和线粒体功能的破坏。而根据张韬等人的研究，编码α-突触核蛋白的基因SNCA对α-突触核蛋白的聚集起决定性作用的是NAC区(aa61-95)的aa71～82(VTGVTAVAQKTV)，其包括12个氨基酸残基，缺失这一区段的α-突触核蛋白的聚集趋势明显下降。利用这一基因靶点，构建特异性识别的靶向分子mRNA，从而可实现对突变基因的定点控制，达到对帕金森症的特异性治疗。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有PD治疗技术和药物的缺陷和不足，利用纳米氧化镁作为载体，吸附能够沉默表达α-syn的基因SNCA的pDNA，并用天然蛋白胶束进行包裹，防止粒子在输运途中pDNA的损失，最后在胶束的表面修饰上靶向分子mRNA和神经生长因子NGF，构建了能够治疗帕金森症的纳米氧化镁胶束复合粒子。本专利技术的目的是提供一种基因靶向的可降解纳米氧化镁金属胶束复合物的及其制备方法。本专利技术另一目的是提供所述纳米氧化镁金属胶束复合物在帕金森症的治疗和药物研发方面的应用。本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：一种基因靶向的可降解纳米氧化镁金属胶束复合物的制备方法，是以纳米氧化镁为载体，吸附能够沉默表达α-syn的基因SNCA的pDNA，并用天然蛋白胶束进行包裹，防止粒子在输运途中pDNA的损失，最后在胶束的表面修饰上靶向分子mRNA和神经生长因子NGF，构建得到能够治疗帕金森症的可降解纳米氧化镁金属胶束复合物。经过验证，本专利技术纳米氧化镁胶束复合物的合成是成功的，并且其总合成粒径在120nm左右，粒度适中，近球形和结晶结构，电位稳定，热稳定性好，具有穿透血脑屏障的潜能。而且，该纳米氧化镁胶束复合物对细胞的毒副作用小，具有良好的生物相容性。更重要的是，该纳米氧化镁胶束复合物能够靶向作用SNCA并显著抑制PC12神经细胞的凋亡，对PC12神经细胞的帕金森症模型具有很好的治疗效果，而Mg2+的存在可能对于MPP+引起的线粒体的扰动也有一定的平衡作用，保护多巴胺神经元。因而纳米氧化镁胶束复合物可作为治疗帕金森症药物进一步研究和开发。具体地，上述基因靶向的可降解纳米氧化镁金属胶束复合物的制备方法，是首先利用表面活性剂月桂酸钠的表面改性功能，对纳米氧化镁的表面进行正电改性，得到改性后表面带正电荷的纳米氧化镁；在此基础上，利用静电吸附，在带正电的纳米氧化镁的表面接枝上干扰α-突触核蛋白的pDNA；再在此基础上，利用胰岛素与多糖的亲疏水性差异进行自组装，得到天然蛋白的纳米胶束，并将前述吸附pDNA后的纳米氧化镁复合物包裹在胶束中间，避免纳米药物在运输过程中pDNA的脱落损失；然后在胶束的表面利用酯化取代反应，修饰上α-突触核蛋白的表达基因SNCA的靶向分子mRNA，并利用紫外光接枝技术将神经细胞的靶向受体神经生长因子NGF与mRNA结合从而接枝在胶束表面，合成得到所述基因靶向的可降解纳米氧化镁金属胶束复合物。更具体优选地，上述基因靶向的可降解纳米氧化镁金属胶束复合物的制备方法，包括如下步骤：S1.纳米氧化镁的表面改性将纳米氧化镁粉体加入去离子水中，分散打浆，使氧化镁颗粒分散均匀，并调节pH至5.5～6.5；然后加入改性剂月桂酸钠/十二烷基苯磺酸钠，搅拌反应充分；然后过滤、洗涤、干燥，得到改性后的纳米氧化镁；S2.改性后的纳米氧化镁对质粒DNA的吸附将带负电荷的shRNA通过静电作用与改性后的纳米氧化镁结合在一起，孵育得到MgO-pDNA复合粒子；S3.蛋白胶束的合成选用血影蛋白、胰岛素蛋白或藻蓝蛋白，利用蛋白质上的氨基与普鲁兰多糖上的半缩醛羟基发生取代反应，形成蛋白质与普鲁兰多糖的天然胶束；然后将MgO-pDNA复合粒子加入到胶束中，通过胶束两端亲、疏水性的不同，自组装将MgO-pDNA复合粒子包裹在胶束中；S4.靶向分子mRNA在蛋白胶束上的接枝利用蛋白胶束的多羧基结构与靶向分子mRNA上的氨基的缩合反应，将基因SNCA的特异性靶点接枝在蛋白胶束上；所述靶向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基因靶向的可降解纳米氧化镁金属胶束复合物的制备方法，其特征在于，以纳米氧化镁为载体，吸附能够沉默表达α‑syn的基因SNCA的pDNA，并用天然蛋白胶束进行包裹，最后在胶束的表面修饰上靶向分子mRNA和神经生长因子NGF，构建得到能够治疗帕金森症的可降解纳米氧化镁金属胶束复合物。

【技术特征摘要】
1.一种基因靶向的可降解纳米氧化镁金属胶束复合物的制备方法，其特征在于，以纳米氧化镁为载体，吸附能够沉默表达α-syn的基因SNCA的pDNA，并用天然蛋白胶束进行包裹，最后在胶束的表面修饰上靶向分子mRNA和神经生长因子NGF，构建得到能够治疗帕金森症的可降解纳米氧化镁金属胶束复合物。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，首先利用表面活性剂月桂酸钠的表面改性功能，对纳米氧化镁的表面进行正电改性，得到改性后表面带正电荷的纳米氧化镁；在此基础上，利用静电吸附，在带正电的纳米氧化镁的表面接枝上干扰α-突触核蛋白的pDNA；再在此基础上，利用胰岛素与多糖的亲疏水性差异进行自组装，得到天然蛋白的纳米胶束，并将前述吸附pDNA后的纳米氧化镁复合物包裹在胶束中间；然后在胶束的表面利用酯化取代反应，修饰上α-突触核蛋白的表达基因SNCA的靶向分子mRNA，并利用紫外光接枝技术将神经细胞的靶向受体神经生长因子NGF与mRNA结合从而接枝在胶束表面，合成得到所述基因靶向的可降解纳米氧化镁金属胶束复合物。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.纳米氧化镁的表面改性将纳米氧化镁粉体加入去离子水中，分散打浆，使氧化镁颗粒分散均匀，并调节pH至5.5～6.5；然后加入改性剂月桂酸钠/十二烷基苯磺酸钠，搅拌反应充分；然后过滤、洗涤、干燥，得到改性后的纳米氧化镁；S2.改性后的纳米氧化镁对质粒DNA的吸附将带负电荷的shRNA通过静电作用与改性后的纳米氧化镁结合在一起，孵育得到MgO-pDNA复合粒子；S3.蛋白胶束的合成选用血影蛋白、胰岛素蛋白或藻蓝蛋白，利用蛋白质上的氨基与普鲁兰多糖上的半缩醛羟基发生取代反...

【专利技术属性】
技术研发人员：关燕清，胡凯凯，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东,44