[发明专利]含金属配位吡啶衍生物配体的共聚物核酸载体及制备方法和应用

说明书

含金属配位吡啶衍生物配体的共聚物核酸载体及制备方法和应用。所述载体由配位金属、配位单元、刺激响应单元构成的配体功能单体和亲水性功能单体及疏水性功能单体组成。本发明通过可控聚合方式制备出的含金属配位吡啶衍生物配体共聚物非病毒载体材料具备很强的DNA结合能力和与细胞膜的作用力，所得DNA复合物内吞效率高；复合物进入细胞后，由于刺激响应，金属离子配体单元从共聚物主链上断开，DNA得以释放、表达，展现出很高的转染效率，同时，由于共聚物体系中含阳离子数量少，共聚物与核酸复合物所带正电荷密度低，复合物细胞毒性低，因此，含金属配位吡啶衍生物配体共聚物是一类具有很好临床潜力的新型低电荷密度非病毒核酸载体材料。

技术领域

本发明属于基因治疗及新材料领域，具体涉及一种含金属配位吡啶衍生物配体的共聚物核酸载体的制备方法和应用。

背景技术

基因治疗通过将治疗功能核酸分子递送至患者特定细胞，实现治疗疾病的目的，为人类当前许多无法治愈的重大疾病，如，癌症、遗传性疾病(如，血友病)、感染性疾病(如，艾滋病和类风湿病等)和心血管疾病等的治愈带来了希望。成功实现基因治疗的关键是，如何构筑安全、高效的核酸递送系统，把治疗基因送达治疗部位并高效转染。目前，临床上主要采用病毒载体，虽然病毒载体展现出非常可观的转染效率，但其潜在的免疫原性限制了临床应用。相反，非病毒载体如，阳离子聚合物是最主要的一类非病毒基因载体，由于免疫原性弱，核酸装载能力强且易于结构改性等优点近年来得到较快速发展，然而，阳离子聚合物包裹核酸是带负电的核酸和过量的聚阳离子形成带有过剩正电荷的纳米核酸复合物粒子，如此带有过剩正电荷的纳米粒与带负电荷的血清蛋白或细胞膜组件,由于静电相互作用在体内循环中易聚集形成大颗粒而被网状内皮系统(RES)迅速清除。此外，核酸复合物过量的正电荷还与持续的细胞毒性，炎症和细胞凋亡等存在正相关性。因此，基于上述有关聚阳离子基核酸复合物纳米粒的不良特性，从临床应用的角度，开发低电荷密度或非带电载体对于推动非病毒载体的临床应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对目前聚阳离子核酸载体存在的正电荷密度高，体内应用存在细胞毒性较大的问题，提供一种低电荷密度、多功能的含金属配位吡啶衍生物配体的共聚物核酸载体制备方法和应用。

本发明首先合成不同组成、结构的含吡啶衍生物配体的功能单体，利用可控自由基聚合方法(如，RAFT方法)合成出结构精细的含金属配位吡啶衍生物配体的共聚物非病毒核酸载体材料，最终展现出很高的转染效率，有望用于临床治疗。

本发明的技术方案：

一种含金属配位吡啶衍生物配体的共聚物核酸载体材料，由配位金属、配位单元、刺激响应单元构成的金属配体功能单体和其它具有亲水性功能单体以及疏水性的功能单体共聚，并金属配位而成，其中金属配体功能单体、亲水性功能单体以及疏水性的功能单体的共聚摩尔比为：1:(0.5-8):(0.5-10)。

所述配位金属为锌、钙、镁、铁、铝、铜、铕或钆；所述配位单元为含吡啶环类基团或多氮环类基团；所述刺激响应单元为含二硫键单体N,N'-双(丙烯酰)胱胺(CBA)、双(2-甲基丙烯)乙氧基二硫(DSDMA)或双(2-丙烯)乙氧基二硫(DSDA)；所述的亲水性功能单体，是指侧基中含羟基、聚乙二醇链段或含糖链段的具有水溶性或强亲水性的甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酰胺和丙烯酰胺类单体；所述的疏水性功能单体，选择带有疏水侧基的甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酰胺和丙烯酰胺类单体。

一种所述含金属配位吡啶衍生物配体的共聚物核酸载体材料的制备方法，包括如下步骤：