[发明专利]氨甲环酸的两亲性衍生物及其用途

说明书

技术领域

本发明属于基因治疗技术领域，具体涉及一种氨甲环酸的两亲性衍生物及其用途。

背景技术

基因治疗(genetherapy)是指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿基因缺陷和异常，从而达到治疗目的的一项革命性新技术。基因治疗是以现代分子生物学技术为基础发展起来的，是一种治愈由基因异常引起的疾病的新方法。1990年美国研究者成功将基因治疗应用到临床试验，此举掀起了科学研究者们对基因治疗的研究热潮。之后的近十年间，基因治疗对多种疾病的治疗取得了显著性进展。

常见的基因药物有质粒DNA(plasmidDNA，pDNA)、反义寡核苷酸(antisenseODN)、小干扰RNA(siRNA)和小发卡RNA(shRNA)。它们都是以聚核糖核酸结构为骨架，以基因或基因表达通路为作用靶点，通过调节靶细胞中基因表达，来实现治疗作用的。不同类型的核酸，在分子基因水平起的效应也不同。

siRNA(SmallinterferingRNA)，又称为小干扰RNA，是长度20到25个核苷酸的双链RNA。通过与之序列互补的mRNA相结合，促使mRNA降解，介导转录水平的基因表达抑制，从而诱使细胞表现出特定基因缺失的表型。siRNA的调控机制是通过互补配对来对相应靶位基因的表达进行沉默，因此具有高度的特异性。所以将其作为治疗药物，具有广阔的发展前景，对于恶性肿瘤、HIV等一系列病症的治疗具有重大意义。

基因治疗的关键是将基因药物体内输送到靶细胞，使其发挥作用。外源基因药物通常具有分子量大、易被核酸酶降解的特点。若将其直接导入体内，会被体内核酸酶降解，失去治疗作用。虽然近年来发展出了多种基因转移技术，如：细胞学、病毒载体、直接注射法等。但研究表明，只有利用载体才能帮助基因药物成功通过复杂血液环境，在靶细胞内富集，发挥作用。因此，高效、安全的基因递送系统是基因治疗发展亟待解决的瓶颈问题。

基因载体在运送基因的时候要经历多个复杂的过程：通过血液循环到达靶细胞，细胞摄取，内涵体的逃逸，胞内运动，载体释放基因物质。其主要障碍主要是复杂血液环境的细胞外障碍和溶酶体酶降解的细胞内障碍。因此寻找良好的基因载体，使得靶基因到达靶点发挥效用，是基因载体研究者亟待解决的问题。

目前，多样性、无免疫原性及易于控制生产的非病毒载体系统近年来备受关注，并在很多治疗领域有所应用。常用的非病毒载体系统主要是脂质(cationiclipids)载体。

阳离子脂质的正电荷通过静电作用与带负电的基因药物结合，从而将基因物质浓缩包装成较小粒径的粒子。复合物较小的粒径降低了被体内巨嗜细胞识别、吞噬、清除的机会，提高了药物的体内生物利用度。同时，针对于肿瘤组织，复合物较小粒径更容易利用渗透和滞留效应从血管内皮细胞间隙透过进入肿瘤实质，增加在肿瘤组织的药物聚集。在转染方面，由于细胞表面略微带有负电，带正电的脂质体更容易吸附到细胞表面，通过内吞等机制进入细胞，大大增加了脂质体的转染能力。

目前阳离子脂质作为基因载体因其结构简单、操作简便、生物安全性高等特点成为了目前应用最为广泛的非病毒载体，但大部分制备过程复杂，不易进行放大生产。因此本发明尝试利用氨甲环酸，以其为结构基础，将其两亲性衍生物作为基因药物的载体系统。此类衍生物合成步骤简单，原材料简单易得，同时，能较好递送基因药物，成功解决了上述问题，达到了较好的基因治疗效果。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺点，提供了一种氨甲环酸的两亲性衍生物及其用途；该衍生物是基于氨甲环酸结构为基础的一系列两亲性衍生化合物。本发明的两亲性衍生化合物的含氮头基在不同pH下具有不同的电离状态，其中在较低pH下，如pH4-5，其带正电。从而其制备而成的胶束及脂质体，可以与带负电的基因药物复合，能形成粒径较小，分布均匀的复合物纳米粒子。同时，化合物的含氮头基在pH7.4条件下不带电或带负电，这样使得复合物在pH7.4环境下不带电或带负电，降低了与体内血液环境中带负电蛋白吸附的机会，增加了脂质复合物的体内稳定性，减小因过多正电荷引起的细胞毒性。本发明提供的脂质体，可将荧光素酶siRNA体外高效递送到人非小细胞肺癌H1299-Pgl3细胞内，特异性抑制基因表达。同时载体系统可以体内特异性转载荧光基因药物进入正常小鼠肝脏细胞。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

第一方面，本发明涉及一种氨甲环酸的两亲性衍生物，其结构式如式(Ⅰ)所示：