[发明专利]一类基于阳离子螺旋多肽的非病毒基因转染载体材料

说明书

本发明属于生物医用高分子材料领域，公开了一类基于阳离子螺旋多肽的非病毒基因转染载体材料及其制备方法和应用。本发明载体材料结构如通式(1)～(6)：相同或不同的，R₁为C1～6的烷基、苄基、聚乙二醇单甲醚、聚乙二醇或聚环氧丙烷；R₂为C1～3的烷基、苄基或苯乙基；R₃为甲基或乙基；R₄为羟基；A为H、C1～3的烷基、烷氧基、卤素或硝基；通式(1)～(4)中，x表示多肽的聚合度，x的值不少于5；通式(5)～(6)中，x表示侧链重复单元所占的比例，0<x<1。本发明阳离子螺旋多肽主链呈α‑螺旋构象，有效与DNA和siRNA形成复合胶束，转染效率好，细胞毒性低，可应用于递送pDNA和siRNA。

技术领域

本发明属于生物医用高分子材料领域，特别涉及一类基于阳离子螺旋多肽的非病毒基因转染载体材料及其制备方法和应用。

背景技术

基因疗法是当今兴起的一种治疗肿瘤和多种免疫疾病的最有前景的技术之一。它将基因当做一种“药物”来治疗疾病，是一种先进的治疗方式。这种疗法可以治疗多种严重疾病，包括各种先天遗传性疾病和后天获得性疾病，例如肿瘤、获得性免疫缺陷综合征、心血管疾病、囊泡性纤维症等，其中针对肿瘤的治疗是目前研究的热点。基因治疗有两种方式，一种是用外源基因代替细胞内发生紊乱的基因，或者用外源基因修正问题基因，属于DNA疗法；另一种是以精确和特异性的方式使问题基因表达沉默，属于小干扰RNA(siRNA)疗法。从治疗的基本原理看，无论采用那种方法，都需要将治疗基因无降解地穿过目标细胞膜并最终投送到细胞内。因此，选用合适的载体来保护外源基因，从而将基因高效地投递到目标细胞内是基因治疗法成败的关键。“完美”的基因载体材料要满足以下基本标准：其一，载体不能与血管内皮细胞和血液成分发生相互作用；其二，能够避免被网状内皮组织系统吸收；其三，尺度足够小从而能顺利穿过目标细胞膜并到达细胞核。

病毒可以满足以上标准，是第一种被用于传递基因的载体，但是缺点太过明显：能引发免疫响应(可能致命)、不能大批量制备、成本高、制备困难、所运载的基因尺寸与病毒通常不匹配。因此，目前的研究目标集中于非病毒类基因载体材料。生理状态下基因带负电荷，因此载体材料通常要求带正电荷，这样静电引力可以自动促成“基因-载体”聚电解质复合胶束的形成，从而达到保护基因的目的。常用的非病毒类载体有阳离子脂质体(例如Lipofectamine)、聚赖氨酸(PLLs)、聚乙烯亚胺(PEI)、树状聚酰胺-胺(PAMAM)，还有磷酸钙颗粒等无机物。除了以上对载体的基本要求外，好的非病毒类载体还要具备二个基本性能：转染效率高和细胞毒性低。阳离子脂质体优点是细胞毒性小，但其分子量小，带正电荷少，负载基因的能力差，保护基因的能力也差，因此稳定性差；PLLs是第一个用于基因转染的聚合物类非病毒载体，缺点是细胞毒性大，另外对DNA的转染能力差；PEI是目前比较流行的高效率转染载体，主要的缺点是分子量大时细胞毒性大、不可生物降解，而分子量小时转染效率又低，这个矛盾是其目前应用的最大障碍；PAMAM和PEI的特点类似，而且制备麻烦，成本高。总体而言，聚合物类非病毒载体材料的分子结构设计灵活，可具备其它载体材料所不能拥有的综合优势，故而是未来发展的目标。因此，设计分子结构合理、采用高效的化学制备技术获得转染效率高、低毒、并有别于传统的PLLs、PEI和PAMAM等聚合物的新型基因转染载体材料无疑是具有创新性的工作。