一种mRNA的铝基自组装递送系统及其制备方法和应用技术方案

本发明专利技术涉及生物医药技术与疫苗技术领域，尤其涉及一种mRNA的铝基自组装递送系统及其制备方法和应用。所述信使RNA铝基自组装递送系统由铝离子与mRNA及共组装分子，通过配位驱动的原位自组装形成的纳米晶，作为白细胞介素21的mRNA的无载体自递送系统，可实现白细胞介素21的mRNA的高效递送，提升mRNA的稳定性及靶向递送效率。纳米颗粒在血清中稳定，毒性低，可实现黑色素瘤细胞之中mRNA高效转染，在黑色素瘤小鼠模型中，可以显着抑制肿瘤生长。是一种高效、便捷的核酸递送系统制备方法，具有极高的实用价值。的实用价值。的实用价值。

An aluminum based self-assembly delivery system for mRNA and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种mRNA的铝基自组装递送系统及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及生物医药技术与疫苗
，特别涉及一种mRNA的铝基自组装递送系统及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]癌症目前已成为危险人类健康的重大疾病，与传统的化疗和物理治疗相比，免疫检查点治疗显著延长了癌症患者的无进展生存期，但由于肿瘤的免疫抑制微环境，免疫治疗仅在少数患者中引发持久反应。尽管与炎性细胞因子或免疫激动剂的合理组合可以缓解一些免疫抑制，但这些蛋白质的全身给药受到严重的免疫相关不良事件的阻碍。早期1期临床试验涉及一些有希望的细胞因子，如白细胞介素2(IL
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2)和白细胞介素12(IL
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12)，由于有限的肿瘤内的药物暴露和健康组织中淋巴细胞的过度刺激，导致抗肿瘤疗效欠佳，治疗相关的发病率甚至死亡率很高。白细胞介素21(IL
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21)是主要的免疫调节剂之一，通过影响多种免疫细胞来调节各种免疫应答。IL
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21能增强免疫细胞的抗原特异性反应，促进T细胞和NK细胞的抗肿瘤活性，在B细胞分化和生发中心中起着关键作用，是开发肿瘤免疫疗法的潜在靶点。然而，IL
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21的过表达可引起致病性自身抗体的产生，导致自身免疫性疾病的发生。IL
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21的临床肿瘤治疗由于严重的肝脏或胃肠道毒性问题以及缺乏一致的临床活性最终应用受限。开发将细胞因子高效递送到肿瘤部位的策略极为重要。基于递送的IL
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21的基因治疗可在不诱导血管渗漏综合征的情况下，实现抗肿瘤反应。
[0003]通过质粒DNA转染IL
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21实现抗肿瘤的功能已经得到证实(Cancer Res.2003,63,9016.)，然而，质粒DNA的递送受到体内递送不稳定的限制，以及依赖细胞核定位及基因整合风险的阻碍。mRNA也能提供快速的蛋白质表达，且不依赖于核定位，无基因整合风险，是IL
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21肿瘤内递送的更优选择。然而，mRNA的递送也有几个潜在的挑战，包括大尺寸、高负电荷、对降解的敏感性，如果它没有被有效地修饰和传递到细胞中，将导致目标蛋白质翻译能力欠佳。因此，在保持完整性和功能活性的同时，安全有效地在体内将mRNA递送至肿瘤细胞仍然具有挑战。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种mRNA的铝基自组装递送系统及其制备方法和应用。所述mRNA铝基自组装递送系统由铝离子与细胞因子如白细胞介素21的mRNA及共组装分子，通过配位驱动的原位自组装形成的纳米晶，作为白细胞介素21的mRNA的无载体自递送系统，可实现白细胞介素21的mRNA的高效递送，提升mRNA的稳定性及靶向递送效率。纳米颗粒在血清中稳定，毒性低，可实现黑色素瘤细胞之中mRNA高效转染，在黑色素瘤小鼠模型中局部给药时，可以显着抑制肿瘤生长。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种mRNA的铝基自组装递送系统，其特征在于，所述递送系统由铝离子、mRNA和共组装分子通过配位相互作用自组装而成。
[0007]优选地，所述mRNA为携带细胞因子遗传信息的单链核糖核苷酸，进一步优选为白细胞介素21的mRNA。
[0008]优选地，所述共组装分子为多羟基药物小分子，所述多羟基药物小分子选自白藜芦醇、大黄酸、单宁酸、没食子酸、茶多酚、多巴胺中的至少一种；进一步优选为白藜芦醇。
[0009]第二方面，本专利技术提供了第一方面所述铝基自组装递送系统的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0010](1)将mRNA和共组装分子加入溶剂中，搅拌反应，得到混合液1；
[0011](2)将铝盐溶液和所述混合液1混合均匀，得到混合溶液2；
[0012](3)在所述混合溶液2中加入碱溶液调节pH，并恒温度反应，冷却后产物离心洗涤，得到所述mRNA铝基自组装递送系统。
[0013]所述步骤(1)中搅拌反应的温度为4
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25℃，所述搅拌反应的时间为1
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20min，所述搅拌反应的搅拌速率为100～600rpm；
[0014]所述步骤(2)中的混合方式为搅拌或涡旋；
[0015]所述步骤(3)中恒温反应的时间为0.5～24h。优选地，所述离心洗涤的转速为6000～18407g/min，所述离心的时间为1～15min/次，所述离心的次数为1～5次。
[0016]优选地，所述铝盐溶液中铝离子的浓度为1～100mM。
[0017]优选地，所述混合液1中mRNA的浓度为0.005～1.0mM。
[0018]优选地，所述共组装分子的浓度为1～100mM。
[0019]优选地，所述混合液2中，所述铝盐与所述共组装分子的摩尔比为100:1～1:100。
[0020]优选地，所述混合液2中铝离子与mRNA的摩尔比为(1～500):1。
[0021]优选地，所述碱溶液为NaOH溶液、KOH溶液、磷酸钠溶液、焦磷酸钠溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液和氨水中的一种以上；所述碱溶液的浓度为5～1000mM。
[0022]所述搅拌的速度为0～1400rpm，
[0023]所述搅拌的时间为5～300min。
[0024]所述pH为6.0～10.0；所述反应的温度为25～90℃。
[0025]第三方面，本专利技术提供了所述mRNA的铝基自组装递送系统在制备药物递送系统中的应用。
[0026]优选地，所述药物为抗肿瘤、抗病毒药物。
[0027]优选的，所述应用包括瘤内注射使用、肌肉注射使用、皮下注射使用、皮内注射使用、静脉注射使用、施用于粘膜使用中任意一种使用或任意组合的使用。
[0028]本专利技术具有的技术效果为：
[0029]本专利技术所提供的铝基自组装能够有效结合mRNA，并能有效提升mRNA的入胞水平，提升mRNA的血清稳定性，降低全身毒性，制备方法科学高效，对技术人员的水平要求较低，应用前景广泛。
[0030]相较于现有mRNA递送技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0031](1)本专利技术的共组装分子(抗肿瘤、抗病毒药物)、信使RNA和铝离子组装在同一个纳米颗粒内部，可以同时递送进入细胞，具有协同治疗的效果；
[0032](2)共组装颗粒含有金属离子稳定核酸结构，提升颗粒在血清的稳定性，降低血管渗漏引起的毒性风险。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0034]图1为本专利技术实施例1中获得铝基自组装颗粒的TEM图像；
[0035]图2为本专利技术实施例6中获得铝基自组装颗粒的TEM图像；
[0036]图3为本专利技术实施例9中获得铝基自组装颗粒的TEM图像；
[0037]图4为本专利技术实施例1中获得铝基自组装颗粒mRR本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种mRNA的铝基自组装递送系统，其特征在于，所述递送系统由铝离子、mRNA和共组装分子通过配位相互作用自组装而成。2.根据权利要求1所述的mRNA的铝基自组装递送系统，其特征在于，所述mRNA为携带细胞因子遗传信息的单链核糖核苷酸。3.根据权利要求2所述mRNA的铝基自组装递送系统，所述mRNA为细胞因子mRNA。4.根据权利要求3所述mRNA的铝基自组装递送系统，所述mRNA为白细胞介素21的mRNA。5.根据权利要求1所述的铝基自组装递送系统，其特征在于，所述共组装分子为多羟基药物小分子；所述多羟基药物小分子包括白藜芦醇、大黄酸、单宁酸、没食子酸、茶多酚、多巴胺中的至少一种。6.权利要求1
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5任一项所述的mRNA的铝基自组装递送系统的制备方法，包括以下步骤：(1)将mRNA和共组装分子加入溶剂中，搅拌反应，得到混合液1；(2)将铝盐溶液和所述混合液1搅拌或涡旋方式混合均匀，得到混合溶液2；(3)在所述混合溶液2中加入碱溶液调节pH，并恒温反应，冷却后产物离心洗涤，得到所述mRNA铝基自组装递送系统。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中搅拌反应的温度为4～25℃，所述搅拌反应的时间为1～20min，所述搅拌反应的搅拌速率为100～600rpm。8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中恒温反应的时间为0.5～24h，所述离心洗涤的转速为6000～18407g/min，所述离心的时间为1～15min/次，所述离心的次数为1～5次。9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述铝盐溶液中铝离子的浓度为1～100mM。10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述混合液1中m...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚玲，陈春英，赵宇亮，
申请(专利权)人：广东粤港澳大湾区国家纳米科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：