聚乙烯亞胺三嵌段共聚物及其在基因載體中的用途
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚乙烯亞胺三嵌段共聚物及其在基因載體中的用途；所述共聚物PEI-PLA-PEG的結(jié)構(gòu)式如下所示：其中，PEG的分子量為2000～10000g/mol中的任意一個(gè)整數(shù)，PLA的分子量為3000～10000g/mol，PEI的分子量為1800～10000g/mol。該嵌段共聚物可以自組裝成納米膠束作為基因載體應(yīng)用于基因藥物輸送體系，在負(fù)載基因藥物的同時(shí)還可以包裹疏水小分子藥物，從而成為基因/疏水藥物的雙重載體。
【專利說明】聚乙烯亞胺三嵌段共聚物及其在基因載體中的用途
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)合成、生物化學(xué)、藥劑學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種聚乙烯亞胺三嵌段共聚物及其在基因載體中的用途。
【背景技術(shù)】
[0002]基因治療是指將外源的目的基因?qū)氚屑?xì)胞，以糾正或補(bǔ)償因基因缺陷和異常引起的疾病，以達(dá)到治療目的?；蛑委熥鳛樾屡d的治療手段，是藥學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一，有著巨大的應(yīng)用前景?；蛩幬镙斔腕w系以研究制備合適的基因載體負(fù)載基因藥物為目標(biāo)，使基因藥物能夠跨越體內(nèi)環(huán)境中各種屏障，將其輸遞至靶細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)該藥物的高效表達(dá)，它是基因治療研究的重要內(nèi)容。嵌段共聚物自組裝納米體系作為基因載體具有低毒、低免疫反應(yīng)、靶向性、易于控制釋放等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為當(dāng)今基因治療領(lǐng)域里一個(gè)新的研究熱點(diǎn)和重要的研究方向。
[0003]基于聚合物自組裝納米體系在基因藥物輸送體系中的良好應(yīng)用前景，近年來，科研工作者為靶向基因藥物輸送體系的研究做出了大量的努力，這一方面取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，然而達(dá)到理想效果的靶向輸送體系卻非常少，理想的靶向輸送體系需要安全穩(wěn)定穿越各種屏障從而把基因藥物輸送至靶細(xì)胞，在細(xì)胞內(nèi)實(shí)現(xiàn)控制。還原敏感性載體有著遠(yuǎn)大的應(yīng)用前景，因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)環(huán)境的谷胱甘肽(GSH)濃度(2-10mM)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過細(xì)胞外環(huán)境的濃度(2-20 μ Μ)，設(shè)計(jì)對(duì)谷胱甘肽還原作用敏感的含二硫鍵基因輸送載體，其在體外及體液環(huán)境中都可以穩(wěn)定的負(fù)載和輸送基因藥物，待進(jìn)入靶向細(xì)胞后在還原條件的刺激作用下有效的釋放基因治療藥物。 [0004]聚乙二醇(PEG)和聚乳酸(PLA)是被美國(guó)食品和藥物管理局(FDA)批準(zhǔn)的具有良好的生物相容性的藥物輔料，廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。PEG表面化的納米顆?？梢宰柚辜{米顆粒被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)所識(shí)別以防止蛋白質(zhì)吸附，屏蔽人體內(nèi)皮網(wǎng)狀系統(tǒng)(RES)的捕獲和清除作用，延長(zhǎng)血液循環(huán)時(shí)間。聚乳酸由于其價(jià)格低廉、降解緩慢以及較低的生物毒性使得其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中也得到了廣泛的應(yīng)用。
[0005]聚乙烯亞胺(PEI)是一種具有較高轉(zhuǎn)染效率的陽離子聚合物，它具有的“質(zhì)子海綿效應(yīng)”使它在多種細(xì)胞和組織中都具有良好的基因轉(zhuǎn)染效果。這種效應(yīng)是由于它具有很強(qiáng)的質(zhì)子緩沖能力，通過細(xì)胞內(nèi)吞作用進(jìn)入溶酶體后改變?nèi)苊阁w的離子滲透壓，引起溶酶體破裂并釋放所攜帶的基因藥物。
[0006]本發(fā)明以PLA為疏水片段，PEG為親水片段，低分子量的PEI為陽離子片段，通過特定的雙重二硫鍵鏈接單元——分子膠(201110023046.1 ；201110418589.3 ；201210311659.X ；201210545392.0 ；201210442360.8 ；201210563824.0 ；201310317966.3 ；PCT/CN2013/088478)使其有機(jī)地鏈接在一起形成兩親性三嵌段共聚物PE1-PLA-PEG，嵌段共聚物PE1-PLA-PEG可以自組裝成納米膠束作為基因載體應(yīng)用于基因藥物輸送體系。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種聚乙烯亞胺三嵌段共聚物及其在基因載體中的用途。本發(fā)明設(shè)計(jì)合成一種通過雙重二硫鍵為鏈接單元的兩親性三嵌段共聚物PE1-PLA-PEG，該嵌段共聚物可以自組裝成納米膠束作為基因載體應(yīng)用于基因藥物輸送體系，同時(shí)也可以作為疏水小分子藥物的載體應(yīng)用于化療藥物的輸送。本發(fā)明以PLA為疏水片段，PEG為親水片段，低分子量的PEI為陽離子片段，通過特定的雙二硫鍵鏈接單元-分子膠，使其鏈接在一起形成兩親性陽離子嵌段共聚物PE1-PLA-PEG，其中引入的雙二硫鍵賦予了嵌段共聚物的還原敏感性特征，其自組裝納米負(fù)載的基因藥物在細(xì)胞內(nèi)GSH的調(diào)控作用下可以控制藥物釋放。制備過程中的合成原料試劑易得，條件溫和，合成過程均為常規(guī)化學(xué)反應(yīng)，并適合較大規(guī)模生產(chǎn)。
[0008]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0009]第一方面，本發(fā)明涉及一種聚乙烯亞胺三嵌段共聚物PE1-PLA-PEG，其結(jié)構(gòu)式如式
(I)所示:
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種聚乙烯亞胺三嵌段共聚物PE1-PLA-PEG，其結(jié)構(gòu)式如式(I)所示:
2.一種如權(quán)利要求1所述的聚乙烯亞胺三嵌段共聚物PE1-PLA-PEG的制備方法，其特征在于，以二氯甲烷為溶劑，在I2存在的條件下，親水片段化合物PEG-A4







3.如權(quán)利要求2所述的聚乙烯亞胺三嵌段共聚物PE1-PLA-PEG的制備方法，其特征在于，所述 PEG-A4、PE1-A4、Z1-PLA-Z1 和 I2 的摩爾比為 2: 2: 1.5: 48。
4.如權(quán)利要求2所述的聚乙烯亞胺三嵌段共聚物PE1-PLA-PEG的制備方法，其特征在于，所述親水片段化合物PE1-A4是通過包括如下步驟的方法制備而得:在NMM，HATU存在的條件下，以DMIF為溶劑，化合物
5.一種兩親性嵌段共聚物自組裝膠束的制備方法，其特征在于，將如權(quán)利要求1所述的聚乙烯亞胺三嵌段共聚物PE1-PLA-PEG溶于極性溶劑，緩慢滴加入攪拌的水相中使其形成微乳球，裝入透析袋透出所述極性溶劑即得自組裝膠束。
6.如權(quán)利要求5所述的兩親性嵌段共聚物自組裝膠束的制備方法，其特征在于，所述極性溶劑為DMSO或DMF，透析袋分子量為0.2KD,水相為PBS緩沖液。
7.一種如權(quán)利要求1所述的聚乙烯亞胺三嵌段共聚物PE1-PLA-PEG在制備基因載體中的用途，其特征在于，所述聚乙烯亞胺三嵌段共聚物PE1-PLA-PEG溶于極性溶劑，緩慢滴加入攪拌的水相中使形成微乳球，裝入透析袋透出所述極性溶劑得自組裝膠束；所述自組裝膠束用作基因載體應(yīng)用于基因藥物輸送體系。
8.如權(quán)利要求7所述的用途，其特征在于，所述自組裝膠束可負(fù)載RNA。
9.如權(quán)利要求8所述的用途，其特征在于，所述負(fù)載RNA膠束能進(jìn)入癌細(xì)胞并且在谷胱甘肽作用下釋放出RNA藥物作用于癌細(xì)胞。
10.一種如權(quán)利要求1所述的聚乙烯亞胺三嵌段共聚物PE1-PLA-PEG在制備疏水小分子藥物載體中的用途，其特征在于，所述聚乙烯亞胺三嵌段共聚物PE1-PLA-PEG與水難溶性藥物溶于極性溶劑得混合液，所述混合液緩慢滴加入攪拌的水相中使形成微乳球，裝入透析袋透出所述極性溶劑得自組裝膠束；所述自組裝膠束用作疏水小分子藥物載體應(yīng)用于疏水藥物輸送體系。
11.一種如權(quán)利要求1所述的聚乙烯亞胺三嵌段共聚物PE1-PLA-PEG在制備負(fù)載基因藥物和疏水藥物的載體中的用途，其特征在于，所述聚乙烯亞胺三嵌段共聚物PE1-PLA-PEG在包裹疏水藥物后形成的載藥膠束，進(jìn)一步吸附基因藥物，即可形成所述負(fù)載基因藥物和疏水藥物的載 體。
【文檔編號(hào)】C08G81/00GK104031268SQ201410196559
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】沈玉梅, 劉炳亞, 楊晴來, 何昌玉, 龔兵, 朱正綱, 邵志峰, 朱方霞 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)