[发明专利]一种中性粒细胞外囊泡基因递送系统及在骨关节炎治疗中的应用

说明书

本发明涉及一种中性粒细胞外囊泡基因递送系统及在骨关节炎治疗中的应用。本发明的细胞外囊泡基因递送系统是以高活性高纯度的中性粒细胞外囊泡为基因药物载体，利用电穿孔法荷载基因药物构建而成的。该递送系统既能利用中性粒细胞外囊泡天然的软骨细胞靶向能力，提高基因药物在关节的滞留能力和软骨细胞递送效率，继而提高基因治疗效果；又能避免中性粒细胞自身的促炎作用，并能与基因药物协同治疗骨关节炎，最终提高骨关节炎治疗效果。本发明在一定程度上解决了现有基因递送载体骨关节滞留能力差和软骨细胞靶向递送效率不佳的问题，并为骨关节炎的治疗提供新策略和新药物。

技术领域

本发明涉及基因递送与骨关节炎治疗技术领域，具体涉及中性粒细胞外囊泡基因递送系统的构建以及在骨关节炎治疗中的应用。

背景技术

骨关节炎是一种患病率高、致残率高且以关节软骨不可逆损伤和滑膜炎症为特征的慢性关节疾病。目前尚无治愈药物。其中，软骨细胞合成分解代谢不平衡是加剧软骨不可逆损伤的关键。在骨关节炎进程中，骨关节炎化软骨细胞合成软骨基质的能力逐渐丧失；并且会分泌更多的软骨降解酶，如基质金属蛋白酶、蛋白聚糖酶等，进一步加剧软骨基质损伤；此外，还会产生大量的促炎因子，分泌损伤相关分子模式，进一步加重滑膜炎症。若从根源克服软骨细胞合成分解代谢不平衡，可能是骨关节炎的有效治疗手段。

基因药物可从基因层面发挥调控作用，是治疗骨关节炎的潜在药物。然而由于关节滑膜下毛细血管与淋巴管丰富，基因药物难以在关节腔滞留；且软骨基质是致密的无血管无神经的负电性三维网状结构，其孔隙大小仅为60nm，而软骨细胞离散分布在软骨基质，造成基因药物难以在极为致密的负电性软骨基质中穿行并到达软骨细胞。

随着纳米材料技术的发展，纳米药物载体能够将基因药物包载至纳米颗粒中，提高基因药物稳定性，在疾病的诊断和治疗中展现了巨大的优势。常用的纳米药物载体主要包括脂质体和聚合物胶束等。利用其小粒径的渗透作用，部分纳米制剂可渗透致密的软骨基质到达软骨细胞。但是这些传统的纳米药物载体存在易被机体清除，软骨细胞靶向效率不高等问题，达不到预期治疗的效果。进而需要重复多次的关节腔注射，存在患者顺应性不佳的问题。因此，亟需研究安全高效的基因药物递送载体以增强基因药物在骨关节中的长期滞留，并提高对软骨细胞的递送效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有载体关节滞留能力差和软骨细胞靶向递送效率不佳的问题，提供一种新型的基因药物递送载体中性粒细胞外囊泡。

本发明的另一目的是提供以中性粒细胞外囊泡为载体的新型中性粒细胞外囊泡基因递送系统。

本发明的又一目的是提供中性粒细胞外囊泡基因递送系统在骨关节炎治疗中的应用。

一种中性粒细胞外囊泡基因递送系统，由中性粒细胞细胞外囊泡及其中荷载的基因药物组成。

作为本发明的一种优选，所述的中性粒细胞细胞外囊泡是中性粒细胞在炎症因子刺激下出芽产生的具有双层膜结构的细胞微泡。

作为本发明的一种优选，所述的中性粒细胞外囊泡粒径在100～1000nm范围，电位在-5～-25mV，并以Annexin A1为特征蛋白。

作为本发明的一种优选，所述的炎症因子选自肿瘤细胞坏死因子TNFα，白介素IL-8，或佛波酯PMA。

作为本发明的一种优选，所述的基因药物选自siRNA，miRNA，mRNA或pDNA，优选miRNA。

作为本发明的一种优选，所述的中性粒细胞外囊泡基因递送系统，通过电穿孔法将基因药物导入到中性粒细胞外囊泡中。

作为本发明的一种优选，所述基因药物与中性粒细胞细胞外囊泡的药载比为100-1500pmol/μg，优选500-1000pmol/μg。