一种智能响应型基因载体传递体系及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种智能响应型基因载体传递体系及其制备方法和应用，本发明专利技术提供的智能响应型基因载体传递体系包括内核以及包覆在内核上的外壳；其中，通过选择所述外壳为缩硫酮改性的葡聚糖；且使所述缩硫酮改性的葡聚糖中缩硫酮与葡聚糖的摩尔比为(1～1200)∶1；所述内核为聚阳离子；结果发现，本发明专利技术提供的基因载体传递体系具有较低的细胞毒性以及优异的H2O2响应性，且在肿瘤部位具有高效的转染效率，构建的基因载体传递体系介导治疗基因具有显著的抗肿瘤效果。即本发明专利技术提供的基因载体传递体系在基因治疗抗肿瘤领域有着广阔的应用前景。

An Intelligent Responsive Gene Vector Transfer System and Its Preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种智能响应型基因载体传递体系及其制备方法和应用
本专利技术涉及生物医用新材料
，尤其涉及一种智能响应型基因载体传递体系及其制备方法和应用。
技术介绍
癌症作为一种恶性疾病，威胁着人类的生命健康。在癌症的治疗手段中，基因治疗作为一种全新的治疗方式，得到人们的广泛关注。基因治疗的关键是高效的基因载体。目前基因载体主要分为病毒类基因载体和非病毒类基因载体。病毒类基因载体存在较高的免疫原性，因此临床上应用受限。在非病毒类基因载体中，聚阳离子基因载体由于其独特的性能得到人们的极大关注。一般地，正电性的聚阳离子与负电性的核酸通过静电相互作用形成复合物颗粒，进行基因的担载和传输[参见Fang，H.P.；Guo，Z.P.；Lin，L.；Chen，J.；Sun，P.J.Wu，J.Y.；CainaXu；Tian，H.Y.；Chen，X.S.MolecularStringsSignificantlyImprovedtheGeneTransfectionEfficiencyofPolycations.J.Am.Chem.Soc.2018，140，11992-12000.Fang，H.P.；Lin，L.；Chen，J.；Wu，J.Y.；Tian，H.Y.；Chen，X.S.Zincioncoordinationsignificantlyimprovedthetransfectionefficiencyoflowmolecularweightpolyethylenimine.Biomater.Sci.，2019，C9BM00039A]。但是对于聚阳离子基因载体的体内应用来说，由于血液中含有许多负电性的蛋白，其易与聚阳离子基因载体发生静电相互作用，引起载体/核酸复合物颗粒发生团聚，进而影响载体的传输性能。通常对于体内水平的聚阳离子基因载体来说，我们希望其在体内传输过程中保持较低的正电荷密度，这样有利于载体/核酸复合物在体内传输过程中稳定，而在肿瘤细胞内吞阶段，我们希望其具有较高的正电荷密度，这样能够较好地被肿瘤细胞内吞。根据肿瘤微环境与正常的生理环境的差异，人们构建了不同智能响应的聚阳离子基因载体传递体系[参见Guan，X.W.；Guo，Z.P.，Lin，L.；Chen，J.；Tian，H.Y.；Chen，X.S.UltrasensitivepHTriggeredCharge/SizeDual-ReboundGeneDeliverySystem.NanoLett.2016，16，6823-6831.Tian，H.Y；Tang，Z.H.；Zhuang，X.L.；Chen，X.S.；Jing，X.B.Biodegradablesyntheticpolymers：Preparation，functionalizationandbiomedicalapplication.Prog.Polym.Sci.2012，37，237-280]。目前，构建载药性能较好的聚阳离子基因载体传递体系仍是大家研究的热点。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种智能响应型基因载体传递体系及其制备方法和应用，本专利技术提供的一种智能响应型基因载体遮蔽体系具有交底的细胞毒性，且在肿瘤不菲具有高的转染效率。本专利技术提供了一种智能响应型基因载体传递体系，包括：内核以及包覆在内核上的外壳；其中，所述外壳为缩硫酮改性的葡聚糖；所述缩硫酮改性的葡聚糖中缩硫酮与葡聚糖的摩尔比为(1～1200)∶1；所述内核为聚阳离子。优选的，所述缩硫酮改性的葡聚糖中的葡聚糖的数均分子量为2000～200000。优选的，所述缩硫酮改性的葡聚糖中缩硫酮与葡聚糖的摩尔比为(30～1000)∶1，优选为(60～500)∶1。优选的，所述缩硫酮改性的葡聚糖具有式(I)所示结构，其中，m为1～1200；n为12～1200；a为0～15；b为0～15。优选的，所述缩硫酮改性的葡聚糖按照以下方法制备得到：将巯基烷基酸与丙酮在氯化氢氛围下反应，得到缩硫酮；然后将缩硫酮与葡聚糖反应，得到缩硫酮改性的葡聚糖。优选的，所述聚阳离子为对甲苯磺酰基精氨酸改性的聚-α-赖氨酸、聚乙烯亚胺、聚赖氨酸、壳聚糖和聚酰胺-胺中的一种或几种。本专利技术还提供了一种抗肿瘤药物，包括载体和负载在载体上的药物；其中，所述载体为本专利技术所述的智能响应型基因载体传递体系，所述药物为DNA和/或RNA。优选的，所述智能响应型基因载体传递体系中的聚阳离子与药物的质量比为(2～10)∶1。优选的，所述抗肿瘤药物中的肿瘤细胞为4T1、MCF-7、HeLa、B16F10、CT26、SKBR3、A549、HepG-2、PC3、A2780、SK-OV-3或Huh-7。本专利技术还提供了一种本专利技术所述的抗肿瘤药物的制备方法，包括：1)将智能响应型基因载体传递体系中的聚阳离子与药物复合，得到聚阳离子药物复合物；2)将缩硫酮改性的葡聚糖与聚阳离子药物复合物混合，得到抗肿瘤药物。与现有技术相比，本专利技术提供了一种智能响应型基因载体传递体系及其制备方法和应用，本专利技术提供的智能响应型基因载体传递体系包括内核以及包覆在内核上的外壳；其中，通过选择所述外壳为缩硫酮改性的葡聚糖；且使所述缩硫酮改性的葡聚糖中缩硫酮与葡聚糖的摩尔比为(1～1200)∶1；所述内核为聚阳离子；通过实验结果表明，本专利技术提供的基因载体传递体系具有较低的细胞毒性以及优异的H2O2响应性，且在肿瘤部位具有高效的转染效率，构建的基因载体传递体系介导治疗基因具有显著的抗肿瘤效果。即本专利技术提供的基因载体传递体系在基因治疗抗肿瘤领域有着广阔的应用前景。具体实施方式本专利技术提供了一种智能响应型基因载体传递体系，包括：内核以及包覆在内核上的外壳；其中，所述外壳为缩硫酮改性的葡聚糖；所述缩硫酮改性的葡聚糖中缩硫酮与葡聚糖的摩尔比为(1～1200)∶1；所述内核为聚阳离子。按照本专利技术，所述缩硫酮改性的葡聚糖中葡聚糖(DSDPA-Dex)的数均分子量优选为2000～200000，更优选为10000～180000，更优选为20000～150000，更优选为50000～100000；所述缩硫酮改性的葡聚糖具有式(I)所示结构，其中，m为1～1200，优选为10～1000，更优选为50～800，最优选为100～500；n为12～1200，优选为20～1000，更优选为50～800，最优选为100～600；所述a为0～15，优选为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15；所述b为0～15，优选为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15。所述缩硫酮改性的葡聚糖中缩硫酮与葡聚糖的摩尔比为(30～1000)∶1，更优选为(60～500)∶1，更优选为(90～300)∶1，更优选为(120～200)∶1。本专利技术中，本专利技术对所述缩硫酮改性的葡聚糖的来源没有特殊要求，优选可以按照以下方法制备得到：首先将巯基烷基酸与丙酮在氯化氢氛围下反应，得到缩硫酮；其中，所述巯基烷基酸与丙酮的摩尔比优选为1∶(2～4)，更优选为1∶3；所述反应的温度优选为20～40℃，更优选为30～35℃；所述反应时间优选为6～24h，更优选为10～20小时；反应完毕后，优选将反应液在冰本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能响应型基因载体传递体系，包括：内核以及包覆在内核上的外壳；其中，所述外壳为缩硫酮改性的葡聚糖；所述缩硫酮改性的葡聚糖中缩硫酮与葡聚糖的摩尔比为(1～1200)∶1；所述内核为聚阳离子。

【技术特征摘要】
1.一种智能响应型基因载体传递体系，包括：内核以及包覆在内核上的外壳；其中，所述外壳为缩硫酮改性的葡聚糖；所述缩硫酮改性的葡聚糖中缩硫酮与葡聚糖的摩尔比为(1～1200)∶1；所述内核为聚阳离子。2.根据权利要求1所述的智能响应型基因载体传递体系，其特征在于，所述缩硫酮改性的葡聚糖中的葡聚糖的数均分子量为2000～200000。3.根据权利要求1所述的智能响应型基因载体传递体系，其特征在于，所述缩硫酮改性的葡聚糖中缩硫酮与葡聚糖的摩尔比为(30～1000)∶1，优选为(60～500)∶1。4.根据权利要求1所述的智能响应型基因载体传递体系，其特征在于，所述缩硫酮改性的葡聚糖具有式(I)所示结构，其中，m为1～1200；n为12～1200；a为0～15；b为0～15。5.根据权利要求1所述的智能响应型基因载体传递体系，其特征在于，所述缩硫酮改性的葡聚糖按照以下方法制备得到：将巯基烷基酸与丙酮在氯化氢氛围下反应，得到缩硫酮；然后将缩硫酮与葡聚糖反应，得到缩硫酮改性...

【专利技术属性】
技术研发人员：田华雨，方华攀，林琳，陈杰，陈学思，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22