[发明专利]生物膜、具有生物膜性的闭合结构或细胞区室作为基因转染试剂或者基因治疗试剂的应用

说明书

技术领域

本发明属于生物医学和高分子材料领域，具体涉及到由天然来源和/或自组装得到的生物膜及具有生物膜性的闭合结构和细胞区室作为基因转染试剂或者基因治疗试剂的应用。

背景技术

生物膜（biomembranes）或生物性膜（biologicalmembranes）是细胞、细胞器和其环境接界的所有膜结构的总称，起着划分和分隔细胞和细胞器的作用，也是与细胞内通讯有关的重要部位。生物中除某些病毒外，都具有生物膜。真核细胞除质膜（又称细胞膜）外，还有分隔各种细胞器的膜系统，包括核膜、线粒体膜、内质网膜、溶酶体膜、高尔基体膜、叶绿体膜、液泡、过氧化酶体膜等。

生物膜形态上都呈脂质双分子层（lipidbilayer）的片层结构，其组成成分主要是脂质，另有少量的蛋白质和糖类。生物膜的这种脂质双分子层结构，使其具有以下功能：调节和控制物质进出、细胞内不同细胞器间物质的包装和运输、为某些试剂和信号物质提供特定的运输通路、以及通过形成细胞内的区室（cellularcompartment）来提供物质储存的空间。

生物膜的组分繁多，分离纯化的难度较大，因此早年为便于研究，往往采用单一或几种脂质组成的各种人工膜结构：单分子层膜、累积膜、脂质体、平板双分子层脂膜等，另外，也可将蛋白质嵌入后组成重建膜，这些膜结构泛称“人工膜”。人工膜已在实际中得到应用，如从海水等溶液相中高效地分离和浓缩物质、用作肾脏病患者的透析膜以及用于临床诊断和治疗等，近些年利用脂质体可以和细胞膜融合等特点制备脂质体载体药物是人工膜的另一项比较大的拓展。

但是，包括脂质体在内的这些人工膜，均具有在体外易氧化、渗漏、储存性不好；在体内易被一些酶类物质降解和巨噬细胞吞噬而不能到达靶组织发挥有效作用等缺点，这些都限制了其作为载体的应用。另一方面，人工合成物质的添加，使得人工膜作为高分子材料植入人体不可避免的会使机体产生排异，使用受限。

在地球上出现有生命物质和它由简单到复杂的长期演化过程中，生物膜的出现是一次飞跃，生物膜经过亿万年的进化才具有今天这般的精细结构和精妙的功能活动机制，其本身具有两个最大的特性，即膜的流动性和膜的不对称性。膜的流动性是指生物膜处于不断的运动状态，这使得膜中的脂质分子不断的交换位置，它是保证膜具有胞吞、胞吐、物质传递、细胞融合等功能的重要条件。不过也正是因为这种膜流动性导致膜的不断变形，使得组分相对天然生物膜较简单的人工膜形态结构的不稳定等因素，导致脂质体在内的人工膜作为载体稳定性和储存性差，包裹物易泄漏。此外，生物膜可分为近胞质面和非胞质面内外两层，生物膜内外二层的组分和结构有很大差异，这种差异称为生物膜的不对称性，正是这种膜的不对称性对膜的排序、细胞融合、分子间识别产生重要的影响，而这种不对称性是人工膜完全没办法具有的。

另一方面，生命是物质存在的最高形式，生命所具有的最基本的特征是：通过新陈代谢而实现自我调控、自我复制和自我装配。自组装(self-assembly)为系统之构成元素，指在不受人类外力之介入下，自行聚集、组织成规则结构的现象。自组装是各种复杂生物结构形成的基础，与生命现象密不可分，生物膜是生物体给人们提供的自组装研究的天然模型。

转基因技术是指DNA片段被转入特定生物中，与其本身的基因组进行重组，再从重组体中进行数代的人工选育，从而获得具有稳定表现特定的遗传性状的个体。一方面该技术可以使重组生物增加人们所期望的新性状，培育出新品种；另一方面，基因转染技术不仅是研究转基因和基因表达的重要工具，而且是目前基因治疗的关键步骤。理想的基因转染试剂应该具有如下特点：高效转染、安全、低细胞毒性、方法简单、省时、经济。但是，现在常用的转染试剂不是转染效率太低就是细胞毒性太大，因此，亟需寻找一种新的既能高效转染又能降低细胞毒性的转染试剂。

发明内容

为了克服目前尚存在应用缺陷的人工膜的不足之处，本发明的第一个目的是提供天然来源和/或自组装技术得到的生物膜、具有生物膜性的闭合结构或细胞区室作为基因转染试剂或者基因治疗试剂的应用。本发明和第二个目的是提供一种基因转染试剂或者基因治疗试剂组合物。

为了实现上述的第一个目的，本发明采用了以下的技术方案：

生物膜、具有生物膜性的闭合结构或细胞区室作为基因转染试剂或者基因治疗试剂的应用，该生物膜、具有生物膜性的闭合结构或细胞区室为天然来源和/或自组装技术得到，生物来源为动物、植物或微生物，所得到的生物膜是完整的或者是片段的，形态上为呈脂质双分子层结构，其组成成分主要是脂质和蛋白质，另有少量糖类通过共价键结合在脂质或蛋白质上。