[发明专利]一种具有聚集诱导发光效应的阳离子基因载体的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于非病毒基因载体技术领域，具体涉及ATRP法构建以四苯基乙烯(TPE)为核心，具有聚集诱导发光(AIE)效应和高效基因转染效率等特点，并可用于细胞成像的阳离子基因载体的制备方法。

背景技术

基因治疗在过去的二十年内被人们认定为一种全新有效的治疗手段，这种方法对于未来医疗有着举足轻重的作用，被广泛的用于治疗一系列遗传性疾病、人类癌症和心血管疾病等等。整个基因治疗从广义上将就是通过基因载体将用于治疗的外源设计基因或者寡聚核苷酸片段引入病体中的病变细胞，从而表达以改善病变细胞的缺陷，从而达到治疗的目的。基因治疗的整个流程有三个重要环节，其中包括目的基因的设计、基因载体的研发以及目的基因是否能在细胞中特异性表达。其中，基因载体的研发是重中之重，正是因为缺乏安全高效的基因载体才导致了基因治疗实施的瓶颈。

基因载体作为将外源基因导入到细胞的工具，其本身应该低毒性并且不会引起免疫反应；其次，其要能跟基因形成具有稳定结构的复合物，同时也不会导致基因结构的变化；最后，这种载体最好能够具有一定的靶向和降解作用，这样可以针对特定的细胞进行治疗并且可以降低其滞留导致的副作用。目前人们广泛使用的基因载体包括两类：病毒载体(viralvector)和非病毒载体(non-viralvector)。病毒载体主要包括逆转录病毒、腺病毒、腺相关病毒以及单纯疱疹病毒。这种病毒载体一般能够轻易的客服细胞屏障和免疫防御机制，从而其具有很高的转染效率。但是这种载体缺乏安全性，很容易导致致癌作用与自身免疫反应(unexpectedimmuneresponse)和白细胞的病毒变化，严重时会造成器官衰竭从而导致死亡。同时病毒载体还会引起插入突变的现象，可能导致宿主细胞的恶性转化，而且病毒载体携带基因的能力有限，不利于大规模工业生产。针对以上病毒载体的缺点，人们将更多的目光投向了非病毒载体。其本身安全性能高，很多具有生物相容性或者具有生物可降解能力的基因载体都是低毒性的，而且具有很低的免疫毒性。相对于病毒载体而言，虽然这种非病毒性载体的转染效率并不是很高，有的时候很难克服细胞内外的各种屏障，但是其能够携带更多的基因，同时还能大规模工业化生产，具有很高的商业潜力。所以其发展潜力推动了非病毒载体的研究与开发。目前而言阳离子聚合物是人们使用频率最高的非病毒载体。这种阳离子非病毒性载体可以有效的通过电荷的相互作用络合上基因，从而形成带正电荷纳米级的复合体(complex)，从而能够保护基因穿过细胞膜以防止被核酸酶所降解，从而保证基因的顺利表达。

传统的荧光物质在聚集的情况下会导致荧光淬灭现象，这就是我们通常所说的聚集态荧光淬灭(aggregationcaused-quenching，ACQ)现象。这种现象大大限制了传统荧光物质在荧光标记及荧光探针领域的应用。如何突破传统荧光物质的限制成为了一个问题。2001年，唐本忠院士及其同事在偶然的情况下发现了聚集诱导发光现象(aggregationinducedemission，AIE)，从根本上解决了传统荧光物质在聚集或浓度升高后荧光淬灭的问题。聚集诱导发光现象是指，某种荧光物质处于分散态或者浓度较低时无荧光效应，但在聚集或者浓度升高的状态下会产生荧光效应的自然现象。自AIE现象被发现以来，具有AIE现象的各种物质被广泛应用于生物检测，荧光探针等领域。