本發(fā)明屬生物醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種雙級(jí)靶向三元復(fù)合物非病毒核酸遞釋系統(tǒng)及其制備方法,具體涉及一種D型IF-7多肽修飾的還原性樹(shù)枝狀高分子(RHB)自組裝雙靶向三元復(fù)合物核酸遞送系統(tǒng)及其制備方法。
背景技術(shù):
基因治療是當(dāng)前腫瘤治療研究領(lǐng)域的熱點(diǎn);該技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵是需要安全、高效的基因給藥載體系統(tǒng)。與病毒載體相比,非病毒載體具有毒性低、易于合成、免疫反應(yīng)低、可靶向性修飾等特點(diǎn)。陽(yáng)離子聚合物是目前研究較多的一種非病毒基因遞送載體,常用的有聚乙烯亞胺(Polyethylenimine,PEI)、殼聚糖及其衍生物、聚賴(lài)氨酸(Poly(L-lysine),PLL)、聚脒、聚氨基酯和樹(shù)狀高分子(Dendrimers)等。陽(yáng)離子聚合物載體表面的正電荷可以與細(xì)胞膜表面產(chǎn)生靜電吸附,被內(nèi)吞進(jìn)入細(xì)胞,所以該類(lèi)基因遞送載體系統(tǒng)具有較高的體外轉(zhuǎn)染效率。
目前,所述陽(yáng)離子聚合物載體的體內(nèi)應(yīng)用遠(yuǎn)不如病毒載體的效果,還存在下述許多問(wèn)題亟待解決:
①毒性大:陽(yáng)離子聚合物表面具有大量的正電荷,容易與細(xì)胞膜上帶負(fù)電荷的多糖蛋白復(fù)合物發(fā)生靜電作用,引起細(xì)胞毒性;此外,所述陽(yáng)離子聚合物在體內(nèi)循環(huán)時(shí)很容易發(fā)生聚集、引起紅細(xì)胞凝集,引起機(jī)體毒性,降低體內(nèi)轉(zhuǎn)染效率;有研究表明,有些陽(yáng)離子聚合物(如PEI)在細(xì)胞內(nèi)釋放出核酸后,聚合物骨架仍然滯留、蓄積在機(jī)體內(nèi),導(dǎo)致細(xì)胞和機(jī)體毒性;
②穩(wěn)定性差:所述陽(yáng)離子聚合物與核酸壓縮形成的復(fù)合物容易與體內(nèi)帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)如酶、免疫球蛋白、白蛋白等靜電結(jié)合,使已形成的復(fù)合物解離,不僅降低了復(fù)合物的體內(nèi)轉(zhuǎn)染效率,還會(huì)影響正常的生理功能;
③特異性差:所述陽(yáng)離子聚合物與核酸形成的復(fù)合物對(duì)腫瘤無(wú)特異性,與正常細(xì)胞也能發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用,從而引發(fā)肝毒性、腎毒性等;因此,普通的陽(yáng)離子聚合物非病毒載體不能高效地將治療基因經(jīng)靜脈給藥后遞送到靶組織細(xì)胞發(fā)揮疾病治療作用,當(dāng)前非常必要研究高效、低毒、靶向性好、安全的非病毒基因遞送系統(tǒng)。
研究顯示,在聚合物載體材料中,樹(shù)枝狀高分子是高度分支的聚合物,具有單分散性和完全均一的分子結(jié)構(gòu);有研究公開(kāi)了一種還原型聚氨基胺(RHB)是一類(lèi)由雙丙烯酰胺與三胺 單體發(fā)生Michael加成聚合得到樹(shù)枝狀高分子聚合物,該聚合物的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可通過(guò)聚合溫度來(lái)加以控制,當(dāng)反應(yīng)溫度提高到48℃以上,即可導(dǎo)致形成超樹(shù)枝化的聚合物;目前RHB僅用于體外轉(zhuǎn)染,尚未見(jiàn)體內(nèi)轉(zhuǎn)染的報(bào)道;其原因是RHB/核酸復(fù)合物表面帶大量正電荷,對(duì)腫瘤靶向性差、血清穩(wěn)定性低,體內(nèi)循環(huán)時(shí)間短,基因難以長(zhǎng)期穩(wěn)定表達(dá);因此,增強(qiáng)RHB/核酸復(fù)合物的腫瘤靶向性、降低表面正電荷性是非病毒基因遞送載體體內(nèi)應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題。
基于現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀,本申請(qǐng)的發(fā)明人擬提供一種具有穩(wěn)定,低毒,高效轉(zhuǎn)染及靶向性的雙級(jí)靶向三元非病毒核酸遞釋系統(tǒng),進(jìn)一步用作轉(zhuǎn)染試劑和非病毒基因遞釋載體。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,提供一種基于靜電包衣的雙級(jí)靶向三元非病毒核酸遞釋系統(tǒng),具體涉及一種D型IF-7多肽修飾的還原性樹(shù)枝狀高分子(RHB)自組裝雙靶向核酸遞送系統(tǒng);該遞送系統(tǒng)具有穩(wěn)定,低毒,高效轉(zhuǎn)染,通過(guò)二硫鍵的生物可降解性以及靶向性的優(yōu)點(diǎn),可用作轉(zhuǎn)染試劑和非病毒基因遞釋載體。
本發(fā)明針對(duì)腫瘤微環(huán)境和靜脈給藥途徑的特點(diǎn),克服陽(yáng)離子聚合物載體的局限性,提供了一種新型雙靶向功能自組裝三元復(fù)合物基因遞送載體;選用雙(丙稀酰)胱胺(CBA)和甲叉雙丙烯酰胺(MBA)與1-(2-氨乙基)哌嗪(AEPZ)為單體,按適當(dāng)摩爾比混合通過(guò)邁克爾加成合成還原型RHB作為載體材料,RHB與質(zhì)粒DNA或siRNA自組裝壓縮成納米級(jí)復(fù)合物,再以靶向腫瘤血管上皮細(xì)胞Anxa1受體的RIF7肽修飾的帶負(fù)電荷且具有CD44受體靶向的HA對(duì)該復(fù)合物進(jìn)行靜電包衣,形成具有雙靶向功能的RIF7-HA/RHB/DNA或siRNA三元復(fù)合物系統(tǒng);對(duì)載體進(jìn)行Anxa1受體、CD44雙靶向功能修飾后,納米載體可成功逐級(jí)跨越腫瘤血管屏障和腫瘤細(xì)胞膜屏障,增強(qiáng)納米載體在腫瘤部位的蓄積,進(jìn)一步增加在體內(nèi)對(duì)核酸藥物的遞送,構(gòu)建制得安全、有效、穩(wěn)定的靶向性非病毒遞送載體系統(tǒng)。
基于現(xiàn)有技術(shù)的理論基礎(chǔ),本申請(qǐng)中,巧妙的引入逆序D型技術(shù)對(duì)IF7多肽進(jìn)行改造,合成了RIF7多肽,在不影響多肽靶向性的基礎(chǔ)上,提高多肽在血漿中的穩(wěn)定性,根據(jù)HA和RIF7的分子結(jié)構(gòu),將RIF7多肽結(jié)合到HA的分子結(jié)構(gòu)上,彼此不會(huì)影響各自的靶向能力,形成具有雙靶向的載體功能元件。
本發(fā)明中,選用的單體分別為CBA和MBA,制成的RHB結(jié)構(gòu)中的大量胺基,進(jìn)入溶酶體后產(chǎn)生“質(zhì)子海綿效應(yīng)”,保護(hù)DNA或siRNA不被溶酶體破壞。由于RHB結(jié)構(gòu)中存在二硫鍵,在體內(nèi)生理?xiàng)l件下被細(xì)胞內(nèi)還原型谷胱甘肽還原降解,使RHB高聚物降解成小分子化合物,不僅可提高基因藥物的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)染效率,且明顯降低材料的細(xì)胞毒性。
本發(fā)明中,選擇透明質(zhì)酸為靜電包衣的陰離子聚合物;除了作為靜電包衣材料,HA還可特異性靶向腫瘤細(xì)胞表面CD44受體,由于CD44受體介導(dǎo)的HA腫瘤細(xì)胞靶向僅僅解決了腫瘤細(xì)胞膜屏障,不能有效解決納米遞送系統(tǒng)在傳遞過(guò)程中遇到的腫瘤血管上皮屏障;因此,在以HA靶向腫瘤細(xì)胞的基礎(chǔ)上,本發(fā)明選擇一種特異性靶向腫瘤細(xì)胞膜的配體作為遞送系統(tǒng)的另外一個(gè)靶向頭基;所述IF7肽易與腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞表面特異性高表達(dá)的受體Anxa1結(jié)合;所述IF7雖然具有很強(qiáng)的靶向Anxa1受體的能力,但是與所有的L型多肽類(lèi)似,IF7的穩(wěn)定性非常差,對(duì)多肽進(jìn)行逆序D型改造能顯著增強(qiáng)多肽的穩(wěn)定性和抗蛋白酶活性,并且不影響多肽的生物功能,
具體的,本發(fā)明中,選用聚氨基胺樹(shù)枝狀陽(yáng)離子聚合物材料與質(zhì)粒DNA形成RHB/DNA二元復(fù)合物,作為所述三元復(fù)合物的內(nèi)核:
本發(fā)明通過(guò)還原性樹(shù)枝狀陽(yáng)離子聚合物聚氨基胺(RHB)自主壓縮質(zhì)粒DNA形成二元復(fù)合物;采用逆序D型技術(shù)對(duì)靶向腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞表面特異性受體Anxa1的IF7多肽進(jìn)行改造,合成了RIF7多肽;通過(guò)酰胺反應(yīng)將RIF7多肽結(jié)合到靶向腫瘤細(xì)胞表面CD44受體的HA的分子結(jié)構(gòu)上,合成雙靶向包衣材料;通過(guò)靜電作用對(duì)形成的RHB/DNA二元復(fù)合物進(jìn)行包衣,形成靶向三元復(fù)合物核酸遞釋系統(tǒng),制得D型IF-7多肽修飾的還原性樹(shù)枝狀高分子(RHB)自組裝雙靶向核酸遞送系統(tǒng)。
本發(fā)明中,解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種工藝合理,生產(chǎn)成本低,操作簡(jiǎn)單,毒性較低的聚氨基胺及化學(xué)合成方法;即提供一種可生物降解的聚氨基胺聚合物及化學(xué)合成方法;所述可降解的聚氨基胺是由雙(丙稀酰)胱胺(CBA),甲叉雙丙烯酰胺(MBA)和1-(2-氨乙基)哌嗪(AEPZ)通過(guò)邁克爾加成而制得;該聚氨基胺是可生物降解的基因傳送聚合物之一,與非生物可降解的陽(yáng)離子聚合物比較,毒性低,更具有體內(nèi)傳送基因的潛力;
所述聚氨基胺的組分及含量為雙丙烯酰胺與三胺摩爾比為2:1;
其合成方法為:按摩爾比(1:2:1.5)分別精密稱(chēng)取雙(丙稀酰)胱胺(CBA),甲叉雙丙烯酰胺(MBA)和1-(2-氨乙基)哌嗪(AEPZ),將CBA和MBA加入盛有AEPZ甲醇/水混合液(7/3,v/v)的圓底燒瓶中,磁力攪拌、N2保護(hù)、避光,50℃油浴反應(yīng)3d,得到粘稠溶液;加入少量4-氨基-1-丁醇(ABOL),50℃繼續(xù)攪拌12h;將產(chǎn)物溶液HCL水溶液(pH=3)透析1d,蒸餾水透析2d,凍干,稱(chēng)重,制得所述RHB,其中可降解的聚氨基胺的分子量為60kDa。
本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案中,在反應(yīng)過(guò)程中不需要加催化劑;所述兩種雙丙烯酰胺單體為雙(丙稀酰)胱胺(CBA)和甲叉雙丙烯酰胺(MBA)(任意摩爾比)與三胺單體通過(guò)Michael加成反應(yīng)而得;
其反應(yīng)方程式為:
本發(fā)明中,解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種可對(duì)RHB/DNA二元復(fù)合物進(jìn)行靜電包衣修飾的陰離子高分子生物材料;
所涉及的陰離子高分子生物材料為透明質(zhì)酸(HA);所述HA可特異性靶向腫瘤細(xì)胞表面CD44受體;由于CD44受體介導(dǎo)的HA腫瘤細(xì)胞靶向僅僅解決了腫瘤細(xì)胞膜屏障,不能有效解決納米遞送系統(tǒng)在傳遞過(guò)程中遇到的腫瘤血管上皮屏障,為進(jìn)一步加強(qiáng)復(fù)合物的靶向能力,本發(fā)明人在HA上通過(guò)酰胺反應(yīng)鍵合特異性靶向腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞表面特異性受體Anxa1的IF7多肽;由于IF7的體內(nèi)的穩(wěn)定性非常差,因此,對(duì)其進(jìn)行了逆序D型改造,合成了穩(wěn)定性明顯提高而特異性不變的RIF7多肽;解決該技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是提供一種合成RIF7-HA的方法;解決該技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是利用酰胺反應(yīng)使RIF7與HA合成RIF7-HA;本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案中說(shuō)明,該反應(yīng)的反應(yīng)溶劑為水;將HA的羧基活化后在pH7.4條件下進(jìn)行反應(yīng)。
本發(fā)明中,解決的第三個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種靶向三元非病毒載體系統(tǒng)的制備方法;該三元體系是由上述的RHB、DNA、RIF7-HA制備而成;本發(fā)明中通過(guò)靜電吸附理論,所述RHB與質(zhì)粒DNA自組裝形成RHB/DNA復(fù)合物,進(jìn)一步采用RIF7-HA對(duì)RHB/DNA二元復(fù)合物進(jìn)行靜電包衣,形成RIF7-HA/RHB/DNA靶向三元復(fù)合物;一方面可利用HA的負(fù)電荷降低RHB/DNA復(fù)合物表面的正電荷,從而降低復(fù)合物的毒性,另一方面可利用高分子之間產(chǎn)生的較強(qiáng)的靜電作用力,長(zhǎng)時(shí)間保持載體系統(tǒng)在血清中的穩(wěn)定性,因此,為該載體系統(tǒng)體內(nèi)轉(zhuǎn)染提供了希望;進(jìn)一步,所述載體系統(tǒng)包衣層的靶向功能可增加復(fù)合物在腫瘤部位的蓄 積,明顯提高其治療效果。
具體而言,本發(fā)明的D型IF-7多肽修飾的還原性樹(shù)枝狀高分子(RHB)自組裝雙靶向核酸遞送系統(tǒng)的制備方法包括,將還原性樹(shù)枝狀聚合物聚氨基胺(RHB)與含有報(bào)告基因或治療基因的質(zhì)粒DNA或小干擾RNA(siRNA)于水溶液中混合后,渦旋5s,靜置5min,經(jīng)自組裝壓縮得到RHB/DNA二元復(fù)合物載體系統(tǒng);根據(jù)靜電吸附理論,采用逆序D型改造的IF7靶向修飾的透明質(zhì)酸(HA)進(jìn)一步對(duì)RHB/DNA二元復(fù)合物載體系統(tǒng)進(jìn)行靜電包衣,制得靶向三元復(fù)合物載體系統(tǒng);
本發(fā)明中,所述還原性樹(shù)枝狀聚合物RHB由兩種雙丙烯酰胺單體與三胺單體發(fā)生Michael加成制備而成,并可通過(guò)功能化基團(tuán)對(duì)其進(jìn)行修飾;
本發(fā)明中,進(jìn)一步靜電包衣修飾的材料為逆序D型改造的IF7修飾的透明質(zhì)酸(HA);
本發(fā)明中,所述氨基酸序列為RQWLLFI,所有的氨基酸均為D型氨基酸;
本發(fā)明中,合成所述的雙級(jí)靶向靜電包衣材料的方法,包括以下步驟:
精密稱(chēng)取HA(7.5kD)溶解于PBS(pH7.4)磁力攪拌至澄清,加入EDC·HCL和HOBT,繼續(xù)攪拌2h;將等摩爾的RIF7相關(guān)肽用三蒸水溶解后逐滴加入活化的HA溶液中,加入適量的NaCl,加入N-甲基嗎啉調(diào)節(jié)pH至7.4;攪拌過(guò)夜,用分子量3500的透析袋透析,除去未反應(yīng)的多肽,凍干制得RIF7-HA;
本發(fā)明中,合成所述的可降解的還原性樹(shù)枝狀聚合物RHB的方法,包括以下步驟:
按摩爾比(1:2:1.5)分別精密稱(chēng)取雙(丙稀酰)胱胺(CBA),甲叉雙丙烯酰胺(MBA)和1-(2-氨乙基)哌嗪(AEPZ),將CBA和MBA加入盛有AEPZ甲醇/水混合液(7/3,v/v)的圓底燒瓶中,磁力攪拌、N2保護(hù)、避光,50℃油浴反應(yīng)3d,得到粘稠溶液,加入少量4-氨基-1-丁醇(ABOL),50℃繼續(xù)攪拌12h。將產(chǎn)物溶液HCL水溶液(pH=3)透析1d,蒸餾水透析2d,凍干,稱(chēng)重,制得RHB;
本發(fā)明中,所述還原性樹(shù)枝狀聚合物RHB及其化學(xué)合成方法,反應(yīng)所需兩種雙丙烯酰胺單體為雙(丙稀酰)胱胺(CBA),甲叉雙丙烯酰胺(MBA),三胺單體為1-(2-氨乙基)哌嗪(AEPZ);
所述雙(丙稀酰)胱胺(CBA)、甲叉雙丙烯酰胺(MBA)和1-(2-氨乙基)哌嗪(AEPZ)配比(摩爾比)為1:2:1.5,雙丙烯酰胺與三胺的摩爾比為2:1;
其化學(xué)合成原理為Michael加成;
其反應(yīng)溫度50℃,反應(yīng)時(shí)間3d,避光,氮?dú)獗Wo(hù);
其反應(yīng)過(guò)程不需要加催化劑;
所述的還原性樹(shù)枝狀聚合物RHB的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為樹(shù)枝狀,并可生物降解;
本發(fā)明中,所述的雙級(jí)靶向靜電包衣材料RIF7-HA及其制備方法,其化學(xué)合成原理為酰胺合成反應(yīng)。
本發(fā)明的實(shí)施例的方案中提供了一種轉(zhuǎn)染真核細(xì)胞的方法,該方法包含用載體系統(tǒng)壓縮核酸分子接觸細(xì)胞,借此傳送核酸分子進(jìn)入細(xì)胞;該實(shí)施方案中所涉及的核酸分子包括DNA,小干擾RNA(siRNA)。
本發(fā)明通過(guò)還原性樹(shù)枝狀陽(yáng)離子聚合物聚氨基胺(RHB)自主壓縮質(zhì)粒DNA形成二元復(fù)合物;采用逆序D型技術(shù)對(duì)靶向腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞表面特異性受體Anxa1的IF7多肽進(jìn)行改造,合成了RIF7多肽;通過(guò)酰胺反應(yīng)將RIF7多肽結(jié)合到靶向腫瘤細(xì)胞表面CD44受體的HA的分子結(jié)構(gòu)上,合成雙靶向包衣材料;通過(guò)靜電作用對(duì)形成的RHB/DNA二元復(fù)合物進(jìn)行包衣,形成靶向三元復(fù)合物核酸遞釋系統(tǒng)。本發(fā)明所述遞送系統(tǒng)可有效壓縮和包裹質(zhì)粒DNA,通過(guò)雙級(jí)靶向作用使復(fù)合物逐級(jí)跨越腫瘤血管屏障和腫瘤細(xì)胞膜屏障,提高基因的轉(zhuǎn)染效率,降低載體系統(tǒng)的毒性。
為了便于理解,以下將通過(guò)具體的附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地描述。需要特別指出的是,具體實(shí)例和附圖僅是為了說(shuō)明,顯然本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本文說(shuō)明,在本發(fā)明的范圍內(nèi)對(duì)本發(fā)明做出各種各樣的修正和改變,這些修正和改變也納入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
附圖說(shuō)明
圖1是合成產(chǎn)物RHB和RIF7-HA的1H-NMR核磁圖譜(圖1A為RHB,圖1B為RIF7-HA),結(jié)果表明合成成功。
圖2是透射電鏡下RHB/DNA二元體系和RIF7-HA/RHB/DNA三元體系的形態(tài)(圖2a為RHB/DNA二元體系,圖2b為RIF7-HA/RHB/DNA三元體系)。
圖3是用凝膠阻滯電泳分析證明RHB對(duì)質(zhì)粒DNA的壓縮能力及按不同質(zhì)量比加入HA后瓊脂糖凝膠電泳的變化情況,圖3A表示不同質(zhì)量比RHB對(duì)質(zhì)粒DNA的壓縮能力(lane 1-8分別表示Marker、RHB/DNA(w/w)0:1,1:1,2.5:1,5:1,10:1,50:1,100:1);圖3B表示按不同質(zhì)量比加入HA后瓊脂糖凝膠電泳的變化情況(lane 1-6分別表示Marker、HA/RHB/DNA質(zhì)量 比為0:5:1,1:5:1,2.5:5:1,5:5:1);實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明RHB對(duì)質(zhì)粒DNA具有較強(qiáng)的壓縮能力,同時(shí)加入HA包衣后RHB/DNA二元體系仍保持穩(wěn)定。
圖4是經(jīng)HA包衣前后,RHB/DNA對(duì)B16F10細(xì)胞的毒性(圖4A表示靜電包衣前,RHB/DNA對(duì)B16F10細(xì)胞的毒性;圖4B表示靜電包衣后,HA/RHB/DNA三元體系對(duì)B16F10細(xì)胞的毒性);結(jié)果表明,與對(duì)照組相比,RHB/DNA小于5:1時(shí),毒性作用顯著低于LipofectamineTM2000,而HA/RHB/DNA三元體系在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),對(duì)B16F10細(xì)胞的毒性隨著HA量的增加逐漸降低,并且均顯著低于LipofectamineTM2000。
圖5表示載有報(bào)告基因pEGFP的二元復(fù)合物轉(zhuǎn)染B16F10細(xì)胞的熒光顯微照片(A)以及流式細(xì)胞儀定量結(jié)果(B);顯示隨著RHB/DNA質(zhì)量比的增加,轉(zhuǎn)染效率提高,當(dāng)RHB/DNA質(zhì)量比為5:1或10:1時(shí),二元復(fù)合物的轉(zhuǎn)染效率與陽(yáng)離子脂質(zhì)體組相當(dāng)。
圖6為載有報(bào)告基因pEGFP的靶向三元復(fù)合物轉(zhuǎn)染B16F10細(xì)胞的熒光顯微照片(A)以及流式細(xì)胞儀定量結(jié)果(B),其中顯示,在無(wú)血清條件下,RIF7-HA/RHB/DNA復(fù)合物的轉(zhuǎn)染效率高于RHB/DNA復(fù)合物,達(dá)到85%左右,隨著血清比例的增加,RIF7-HA/RHB/DNA復(fù)合物轉(zhuǎn)染效率一直保持較高水平,說(shuō)明RIF7-HA/RHB/DNA具有更好的血漿耐受性,證明對(duì)多肽靶頭進(jìn)行逆序D型改造對(duì)于增強(qiáng)復(fù)合物載體系統(tǒng)的靶向性具有重要的意義。
圖7是荷蟲(chóng)熒光素酶肺腫瘤裸鼠經(jīng)尾靜脈注射復(fù)合物后腫瘤部位實(shí)時(shí)熒光分布圖,其中以陰性siRNA為對(duì)照組,圖中顯示,RHB/siRNA二元復(fù)合物組在注射后48h腫瘤部位熒光強(qiáng)度仍然很高,說(shuō)明二元復(fù)合物系統(tǒng)不能有效將siRNA遞送到腫瘤部位,使蟲(chóng)熒光素表達(dá)降低;HA/RHB/siRNA三元復(fù)合物組注射后24h熒光強(qiáng)度變化不大,48h后觀察到部分降低,而靶向三元復(fù)合物RIF7-HA/RHB/siRNA給藥后24h即出現(xiàn)明顯的沉默蟲(chóng)熒光素酶表達(dá)效果,48h進(jìn)一步增強(qiáng),直觀地反映了復(fù)合物體系在腫瘤部位的蓄積過(guò)程;所述的靶向三元復(fù)合物體系可以將治療基因成功遞送到腫瘤部位,并成功完成體內(nèi)轉(zhuǎn)染。
具體實(shí)施方式
通過(guò)下列實(shí)施實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案,但本發(fā)明的保護(hù)范圍,不局限于此。
實(shí)施例1:合成樹(shù)枝狀陽(yáng)離子聚合物聚氨基胺(RHB)的方法
精密稱(chēng)取CBA(0.260g,1.0mmol)、MBA(0.308g,2.0mmol),加入盛有AEPZ(0.193g,1.5mmol)甲醇/水混合液(3.5mL,7/3,v/v)的圓底燒瓶中,磁力攪拌、N2保護(hù)、避光,50℃油浴反應(yīng)3d,得到粘稠溶液。加入少量4-氨基-1-丁醇,50℃繼續(xù)攪拌12h。將產(chǎn)物溶液HCL水溶液(pH=3)透析1d,蒸餾水透析2d,凍干,稱(chēng)重,制得RHB。
實(shí)施例2:合成RIF7修飾的HA(RIF7-HA)的方法
精密稱(chēng)取HA(7.5kD,50mg,0.005mmol)溶解于PBS(5ml,pH7.4)磁力攪拌至澄清,加入EDC·HCL(20mg,0.1mmol)和HOBT(15mg,0.1mmol),繼續(xù)攪拌2h。將11.8mgRIF7相關(guān)肽用5ml三蒸水溶解后逐滴加入活化的HA溶液中,加入適量的NaCl,加入140μlN-甲基嗎啉調(diào)節(jié)pH至7.4。攪拌過(guò)夜,用分子量3500的透析袋透析,除去未反應(yīng)的多肽,凍干。
實(shí)施例3:制備RHB/DNA復(fù)合物納米粒的方法
陽(yáng)離子聚合物RHB與DNA自組裝形成納米粒;分別制備1μg/μl的聚合物RHB的水溶液和1μg/μl的DNA水溶液,按照聚合物RHB與DNA的質(zhì)量比(w/w)取相應(yīng)體積的母液分散于pH7.4的PBS中,然后與等體積的DNA溶液混合,渦旋5s并室溫下靜置孵育5min,制得RHB/DNA二元復(fù)合物納米粒。
實(shí)施例4:制備RIF7-HA/RHB/DNA靶向三元復(fù)合物
分別制備1μg/μl的聚合物RHB的水溶液和1μg/μl的DNA水溶液,按照聚合物RHB與DNA的質(zhì)量比(w/w)取相應(yīng)體積的母液分散于pH7.4的PBS中,然后與等體積的DNA溶液混合,渦旋5s并室溫下靜置孵育5min,即得RHB/DNA二元復(fù)合物納米粒;加入適量體積的1μg/μl的RIF7-HA水溶液,混合均勻,室溫下孵育30min,得RIF7-HA/RHB/DNA三元復(fù)合物納米粒。
實(shí)施例5:凝膠電泳阻滯試驗(yàn)
為了證明陽(yáng)離子聚合物RHB對(duì)DNA的壓縮能力和HA的加入對(duì)RHB/DNA二元復(fù)合物的影響,10μl二元復(fù)合物或三元復(fù)合物(含500ng質(zhì)粒DNA)與2μlloading buffer均勻混合,加樣至0.7%瓊脂糖凝膠板中,TBE緩沖溶液中100V電壓進(jìn)行凝膠電泳阻滯試驗(yàn)。
實(shí)施例6:RHB/DNA的細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)
采用MTT法評(píng)價(jià)二元復(fù)合物對(duì)B16F10細(xì)胞的毒性作用,以5000個(gè)細(xì)胞/孔的細(xì)胞密度將細(xì)胞接種于96孔板,培養(yǎng)24hr后,用無(wú)血清培養(yǎng)基置換,分別加入RHB/DNA二元復(fù)合物納米粒,使最終每孔中質(zhì)粒為0.2μg,LipofectamineTM2000為對(duì)照組,4hr后去除納米粒培養(yǎng)基,每孔加入100μl新鮮的含血清培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng),48hr后,吸棄原有培液,每孔加入180μlPBS和20μlMTT溶液(5mg/ml)在37℃孵育4hr,吸棄MTT溶液,每孔加入150μl DMSO,混勻,使紫色結(jié)晶完全溶解,以570nm波長(zhǎng)測(cè)定吸光度值。
實(shí)施例7:HA/RHB/DNA的細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)
采用MTT法評(píng)價(jià)三元復(fù)合物對(duì)B16F10細(xì)胞的毒性作用,以5000個(gè)細(xì)胞/孔的細(xì)胞密度將細(xì)胞接種于96孔板,培養(yǎng)24hr后,用無(wú)血清培養(yǎng)基置換,分別加入HA/RHB/DNA三元復(fù)合物納米粒,使最終每孔中質(zhì)粒為0.2μg,LipofectamineTM2000為對(duì)照組,4hr后去除納米粒培養(yǎng)基,每孔加入100μl新鮮的含血清培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng),48hr后,吸棄原有培液,每孔加入180μlPBS和20μlMTT溶液(5mg/ml)在37℃孵育4hr。吸棄MTT溶液,每孔加入150μlDMSO,混勻,使紫色結(jié)晶完全溶解,以570nm波長(zhǎng)測(cè)定吸光度值。
實(shí)施例8:RHB/DNA介導(dǎo)綠色熒光蛋白報(bào)告基因的體外轉(zhuǎn)染
B16F10細(xì)胞以5×104個(gè)/0.5ml/孔均勻接種到24孔板中,當(dāng)細(xì)胞融合度達(dá)80-90%時(shí),開(kāi)始轉(zhuǎn)染操作,吸棄舊的培養(yǎng)液,每孔加入0.4ml新鮮的不含血清培養(yǎng)液,然后將制備好的復(fù)合物加入(約100μl),每孔中質(zhì)粒為0.8μg,每種處方做兩個(gè)或者三個(gè)復(fù)孔,輕輕搖動(dòng)24孔板使復(fù)合物均勻存在于孔中,培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4hr后,吸棄含有復(fù)合物的培養(yǎng)液,PBS輕輕洗滌一遍,換上含10%FBS的完全細(xì)胞培養(yǎng)液,每天換以新鮮的培養(yǎng)液,繼續(xù)培養(yǎng)48hr;同時(shí)操作陽(yáng)離子脂質(zhì)體LipofectamineTM2000作為陽(yáng)性對(duì)照。
實(shí)施例9:RIF7-HA/RHB/DNA介導(dǎo)綠色熒光蛋白報(bào)告基因的體外轉(zhuǎn)染
B16F10細(xì)胞以5×104個(gè)/0.5ml/孔均勻接種到24孔板中,當(dāng)細(xì)胞融合度達(dá)80-90%時(shí),開(kāi)始轉(zhuǎn)染操作,吸棄舊的培養(yǎng)液,每孔加入0.4ml新鮮的不含血清培養(yǎng)液,然后將制備好的復(fù)合物加入(約100μl),每孔中質(zhì)粒為0.8μg,每種處方做兩個(gè)或者三個(gè)復(fù)孔,輕輕搖動(dòng)24孔板使復(fù)合物均勻存在于孔中,培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24hr后,吸棄含有復(fù)合物的培養(yǎng)液,PBS輕輕洗滌一遍,換上含10%FBS的完全細(xì)胞培養(yǎng)液,每天換以新鮮的培養(yǎng)液,繼續(xù)培養(yǎng)48hr;同時(shí)操作陽(yáng)離子脂質(zhì)體LipofectamineTM2000作為陽(yáng)性對(duì)照。
實(shí)施例10:細(xì)胞轉(zhuǎn)染效率的評(píng)定
(1)熒光顯微鏡下觀察評(píng)價(jià)綠色熒光蛋白報(bào)告基因體外細(xì)胞轉(zhuǎn)染效率
轉(zhuǎn)染48hr后,吸棄培養(yǎng)液,PBS輕輕洗滌兩遍,每孔加入2滴HBSS,于顯微鏡下觀察拍照;
(2)流式細(xì)胞儀法評(píng)價(jià)綠色熒光蛋白報(bào)告基因體外細(xì)胞轉(zhuǎn)染效率
轉(zhuǎn)染48hr后,吸棄培養(yǎng)液,PBS輕輕洗滌兩遍,胰酶消化細(xì)胞,收集細(xì)胞至1.5ml EP管中,1500rpm,5min離心,棄上清,每管中加入適量的PBS,使細(xì)胞濃度在5×105個(gè)/ml,細(xì)胞重懸均勻后,上機(jī)測(cè)試,每次測(cè)試計(jì)數(shù)1萬(wàn)個(gè)細(xì)胞。
實(shí)施例11:Luciferase(GL2+GL3)siRNA的體內(nèi)轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)
將蟲(chóng)熒光素肺癌A549-Luc細(xì)胞按常規(guī)條件培養(yǎng),制備2×106/mL的單細(xì)胞懸液,接種到BALB/c裸鼠右腋皮下,每只接種0.2mL,當(dāng)腫瘤體積達(dá)到100-200mm3進(jìn)行體內(nèi)轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn);制備RIF7-HA/RHB/siRNA三元復(fù)合物,立即尾靜脈注給藥,每只給藥300μL;麻醉后在小動(dòng)物活體成像儀上觀察拍照,拍照前5分鐘腹腔注射蟲(chóng)熒光素酶底物(150mg/kg),轉(zhuǎn)染24h或48h后再次拍照。