[发明专利]一种聚甲基丙烯酸酯及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种基因治疗用还原性阳离子聚甲基丙烯酸酯载体、其制备方法，本发明还涉及此聚甲基丙烯酸酯在基因纳米复合物的构建中的应用及此聚甲基丙烯酸酯在基因治疗方面的应用。 

背景技术

非病毒载体中的阳离子聚合物载体具有优异的DNA结合能力，具有无免疫原性、装载容量大、容易制备等优点，便于进行靶向性及生物实用性改性，成为基因载体研究中的一个重要研究对象。文献中报道了很多阳离子聚合物载体，如聚赖氨酸、聚乙烯亚胺、聚酰胺基胺、聚氨基酯、壳聚糖等。阳离子聚合物基因载体的阳离子特性对转染效率具有双重影响：第一，阳离子聚合物能够提供与DNA自组装的动力，有利于保护DNA免受降解；能够压缩DNA成为比自由DNA体积小的复合物颗粒，有利于进入细胞；通过排斥作用形成稳定的基因纳米复合物；基因纳米复合物与细胞膜之间产生静电吸附，促进基因纳米复合物的内吞。第二，纳米基因复合物的阳离子特性与体液负电组分结合，不利于体内转运；静电组装的纳米复合物阻止DNA释放，不利于编码基因表达；复合物的正电荷也破坏细胞的膜结构，产生溶血毒性。 

目前改善阳离子聚合物基因载体转染特性的研究领域包括：(1)引入亲水基团，提高基因纳米复合物的水溶性；(2)引入响应细胞内环境的可降解基团，研究可降解基团与不可降解聚合物的N/P(聚合物中氮原子数(N)与基因中负电荷数(P)的比例)关系，得到促进DNA缩合及在细胞内可降解的聚合物；(3)引入内涵体破坏性基团或成分：如氯喹，膜破坏性肽及聚丙基丙烯酸；(4)引入靶向基团，提高复合物受体介导的内吞；(5)引入赋予阳离子聚合物以脂质特性的基团或成分，增强与细胞膜的结合能力，促进复合物从内涵体中逃逸；(6)引入潜在酸性基团或直接引入阴离子成分，中和载体的正电荷，减弱载体与基因的相互作用，促进DNA的释放；(7)引入不同类型的氨基(如：三级胺、咪唑基团或季铵盐)，提高阳离子特性、水溶性以及破环内涵体的能力；(8)阳离子聚合物中引入对氧化还原敏感的二硫键，能够避免细胞或组织中各种酸性补体和酶的降解，在亚细胞还原空间选择性的高效导入，并对各类核酸有缓释性，有利于转染核酸的长期稳定表达。 

文献[1]用流行性感冒病毒提取的膜破坏性缩氨酸共价连接各种聚甲基丙烯酸酯 (pDMAEMA，pDAMA和可降解的pHPMA-DMAE)，并能够维持此类缩氨酸破坏内涵体膜的性质，加入偶合剂N-琥珀酰-3-(2-吡啶基二硫代)丙酸酯(SPDP)以增加复合物的转染效率。聚缩氨酸浓缩DNA特性用动态光散射和电位测定表明粒度为100—250nm，电位为+15to—20mV。实验结果显示连接缩氨酸的聚甲基丙烯酸酯/DNA复合物单一聚甲基丙烯酸酯更高效的转染COS-7细胞活性。 

文献[2]报道了聚(2-二甲氨基乙基甲基丙烯酸酯)(PDMAEMA)是一种水溶性的阳离子聚合物，它通过静电作用能够与DNA黏附，作为基因传输试剂。在聚合物/质粒为2时，正电荷复合物的尺寸约0.2μm。PDMAEMA质粒为3-5(w/w)时达到最佳转染，转染效率为3-6％，且PDMAEMA的毒性低。动态光散射研究表明，高分子量PDMAEMA(M300kDa)能有效浓缩质粒DNA(粒度0.15-0.20μm)，低分子量PDMAEMA/质粒复合物的粒度为0.5-1.0μm。2-二甲氨基乙基甲基丙烯酸酯(DMAEMA)与N-乙烯基-吡咯烷酮(NVP)共聚物也可作为转染试剂。与DMAEMA单聚物相比，54mol％NVP共聚物能够提高转染效率并降低毒性。