[发明专利]一种仿细胞外层膜结构基因载体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米技术和生物医用高分子材料技术领域，具体涉及一种仿细胞外层膜结构基因载体及其制备方法。

背景技术

基因治疗是采用正常功能的基因置换或增补患者体内有缺陷的基因，从而达到治疗疾病的目的，已成为一种治疗各种基因疾病（包括传染病、癌症等）的有效途径。在众多的基因载体中，特别是非病毒基因载体中低毒性的聚阳离子基因载体（Langmuir,2009,25(9):5199-5208）备受各国学者的重视，具有重要的学术价值和巨大的应用前景。

壳聚糖具有可降解性、抗菌性、无毒、无刺激、pH响应性等优点（Carbohydrate Polymers,2010,79(3):724-730），已经被广泛应用于生物医学等领域。壳聚糖是天然聚阳离子，可以和聚阴离子通过静电相互作用，使二者分子链相互缠绕，最终形成纳米级聚集体（Carbohydrate Polymers,2005,62(2):142-158）。在基因治疗领域，壳聚糖作为聚阳离子，与带负电荷的DNA通过静电相互作用，在负载药物的同时，形成表面带正电荷的纳米颗粒。该纳米颗粒通过减缓DNA降解、失活，黏附细胞膜提高胞吞作用，凭借质子海绵效应逃离内涵体，从而达到提高转染率的目的（Biomacromolecules,2009,10(9):2436-2445）。因此，这类壳聚糖复合聚电解质纳米颗粒已经成为纳米载药体系在基因治疗方面研究的重点之一。

然而，聚阳离子与DNA形成的聚电解质复合物表面带有部分的正电荷，在体内循环中易吸附蛋白，继而引发血小板、细胞黏附，导致形成血栓和免疫反应（Biomaterials,2009,30(34):6655-6664），易被单核巨噬细胞吞噬，从而降低药效。因此设计稳定的生物相容性纳米材料是药物载体设计的关键课题。

磷酰胆碱（phosphorylcholine,PC）是组成细胞膜基本单元卵磷脂的亲水端基，是细胞外层膜中的外层官能团，同时带有正、负异种电荷，具有较强的结合水的能力和亲水性能，这种结构和组成的表面与生理环境相互作用不仅不会吸附和沉积蛋白质，也不会引发血小板激活、导致凝血等不良反应，具有良好生物相容性。近几年来的研究表明，采用磷酰胆碱在壳聚糖表面构建具有仿细胞外层膜结构，可以显著改善材料的生物相容性。然而，这些改性方式均是采用磷酰胆碱小分子接枝的途径（Carbohydrate Polymers,2007,70(1):82-88;ZL200410054022.2;Biomacromolecules,2007,8(10),3169-3176;Biomacromolecules,2006,7(11):3151-3156;Journal of Applied Polymer Science,2003,88(2):489-493;Polymer International,2003,52(1):81-85;Journal of biomaterials science,Polymer edition,2002,13(5):501-510;Colloids and Surfaces B:Biointerfaces,2009,71(2):268-274），往往在材料表面的磷酰胆碱基团的密度不高，且接枝改性受基材组成、形状及设备的影响，限制了其在生物医用材料改性领域的应用和生物相容性的进一步提高。

日本Ishihara和英国Lewis的研究小组（Biomaterials,2009,30(28):4930-4938;Biomaterials,2004,25(19):4785-4796）对用含有阳离子、中性、阴离子的磷酰胆碱聚合物修饰材料表面的蛋白吸附和细胞粘附进行了研究。结果表明，带电荷的磷酰胆碱类聚合物均可用于改善材料的生物相容性。聚苯乙烯磺酸钠/聚丙烯胺盐酸盐(PSS/PAH)多层膜与最外层带相反电荷的磷酰胆碱类二元随机聚合物通过静电吸附构建的仿细胞外层膜结构涂层，均显著改善了静电自组装涂层表面的蛋白吸附、细胞黏附等生物相容性问题（Langmuir,2009,25(6):3610-3617;Soft Matter,2010,6(7):1503-1512）。