[发明专利]一种基因与疏水药物共输送的可降解纳米载体及其制法和应用

说明书

本发明涉及一种基因与疏水药物共输送的可降解纳米载体及其制法和应用。本发明采用生物相容性良好的小分子量聚乙烯亚胺(LWPEI)为骨架，通过引入交联剂二硫代二丙酸(DTPA)形成二硫键交联的大分子聚乙烯亚胺聚合载体，又通过巯基交换反应引入可降解的巯基‑β‑环糊精来改善聚乙烯亚胺的交联程度；得到的纳米药物载体具有正电荷，通过静电作用搭载基因药物，同时利用化学药物与环糊精的相互作用进行药物包合。并且本发明中所述的纳米共载系统外表面亦可通过静电吸附作用进行负电荷靶向分子的修饰。本发明的纳米载体能有效将疏水药物与基因高效的输送到靶部位协同发挥作用，在肿瘤治疗应用具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于生物医药类纳米材料制备领域，更具体而言，本发明涉及一种基因与药物共输送的可降解纳米载体及其特定药物联用的抗肿瘤效果。

背景技术

癌症是影响全球发病率和死亡率最主要原因之一。中国每年新增的癌症病患数量已经位居世界前列，且呈现年轻化趋势。目前，临床上恶性肿瘤所采取的主要治疗手段主要还是以外科手术，放射疗法和小分子化疗药物为主，前二者由于肿瘤部位的限制等一些原因，使得化疗药成为运用最为广泛的手段。但由于肿瘤长期暴露在化疗药物的环境下容易对大多数抗癌药物不敏感，产生耐药性，甚至会增加肿瘤干细胞的数量，化疗有效率仍小于15％。加上化疗药物的毒副作用明显，因此单一使用化疗药，疗效并不理想。为了克服癌细胞对化疗药物的耐受，减小用药的毒副作用，基因治疗越来越受到人们关注，治疗基因可以仅在肿瘤细胞中发挥药效而不影响正常细胞，选择性诱导肿瘤细胞的凋亡，具有潜在临床应用价值。

但目前，如何将治疗基因靶向输送至目的病灶成为基因治疗的一大难题。而转染的效率又是另一大难题。病毒载体转染效率高，但存在大量免疫方面和致癌风险问题而无法安全被使用。非病毒载体因其安全，方便的操作得到了广泛的认同和应用。

尽管在开发携载治疗基因的载体中做了巨大的努力，但是，非病载体携载基因的治疗仍然是基因药物领域的一个严峻的挑战。基因治疗肿瘤的障碍有以下几点：1、非病毒载体大多为正电较强的阳离子脂质体或阳离子载体，易产生团聚体，稳定性有待提高；2、载体的生物相容性和可降解性有待提高。3、其靶向细胞或组织的特异性有待被提升，也就是非病毒载体本身的低效性；4、体内循环时需要克服一些生理屏障，故而对其进行遮蔽和修饰是必要的(如PEG化的修饰)；5、细胞水平或者动物水平的基因表达效率较低，表达不稳定等。因此，有效的靶向结肠癌细胞或宫颈癌细胞的唯一办法就是成功制备一种载药系统，既可以逃逸屏障而防止被网状内皮细胞和巨噬细胞清除，通过被动的增强渗透与滞留效应EPR效应和纳米载体修饰基团主动的靶向效应又可以到达肿瘤组织，杀死癌细胞。

一般来说，临床应用联合两种或者以上的药物，用以克服不良的毒副作用和增强其治疗效果是一种十分有前景的战略，携载基因的纳米载体搭载化疗药物联合治疗不仅可以靶向作用部位，更可以减小剂量，达到良好疗效。故而本领域迫切需要开发一种新型的可降解纳米载体，实现基因和化学药物的共输送，从而克服单一用药的屏障。

TRAIL是一种肿瘤坏死因子(TNF)相关诱导配体。它可以通过死亡受体结构域DR4和DR5选择性诱导肿瘤细胞的凋亡，而正常细胞上存在的诱骗受体能使得其逃逸TRAIL带来Caspase家族级联放大产生的凋亡作用，具有潜在的临床应用价值。

莫能霉素(Monensin，缩写Mo)是一种天然的聚醚类离子载体抗生素，通过影响pH值或Na⁺，K⁺平衡来促使革兰氏阴性菌死亡，是一种常见用于抗球虫的治疗的兽药。莫能霉素还能使细胞1发生去极化，ROS水平增高，并造成内质网压力，抑制细胞内错误折叠的蛋白降解。也有文献报道Wnt通路的过度活跃和多种癌细胞产生有关。莫能霉素可以抑制通路的过度活跃，并且可以稳定DR5蛋白，增强TRAIL的治疗效果。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种可降解纳米载体，所述的可降解纳米载体包含具有如式I所示结构的复合物、基因和化学药物：