[发明专利]用于将制剂递送到细胞中的阳离子肽

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求享有美国临时专利申请第60/929,471号(2007年6月28日提交)和第60/960,968号(2007年10月23日提交)的优先权，其全部内容在此通过参考的方式并入。

技术领域

本发明主要涉及阳离子肽和将制剂(例如核酸分子)递送到细胞中的方法。

背景技术

在分子生物学和生物材料研究的研究领域中，将非病毒基因递送到动物细胞中是重要的和正在发展中的技术。这种技术在大规模的重组抗体生产的商业领域中具有高度的潜在应用，这种技术在特定细胞类型中的基因功能和调节研究中是有用的工具，并且与治疗许多人类遗传性疾病的治疗方法的改进密切相关。

在典型的非病毒基因递送载体中，通常使用基于阳离子的材料将外源DNA聚集成DNA/载体复合物。然而，由于控制基因递送系统的机制由多级组成(16)，所以非病毒基因递送载体的成功不仅取决于其聚集DNA的能力，而且取决于其在复合物的胞吞作用时吸收质子的缓冲能力，该机制被广泛称为用于胞内递送DNA的“质子海绵”效应(27)。

然而，目前可用的递送材料(包括阳离子型聚合物(17-19)和树枝状高分子(dendrimer)(20))的主要缺陷之一是这些材料对靶真核细胞具有细胞毒性作用。假设这些材料具有潜在的治疗和临床用途，则需要细胞毒性较低的材料以在不会影响固有的信号途径和系统的情况下携带基因进入各种细胞中。

为了阐明阳离子型聚合物基因递送系统的细胞毒性作用，已经针对相同应用研究了阳离子寡肽(21-24)。与基于聚合物的载体相比，由于由天然产生的氨基酸形成的阳离子寡肽的生物可降解性、更大的生物相溶性和容易制成及组分控制，近来已在很大程度上研究将它们作为用于基因递送的非病毒载体(1-4)。现有设计的寡肽是由阳离子精氨酸残基(用于结合DNA)和疏水性化合物(例如，促进寡肽/DNA复合物的细胞吸收的硬脂酰或胆甾醇(1))的组合组成，或者由阳离子赖氨酸和pH敏感型组氨酸部分(用于逃避内吞溶酶体)的组合组成(2)。然而，由于与阳离子型聚合物相对物相比各分子中相对较低的阳离子电荷密度，这些材料的成功可能仍受到限制(21)。

因此，需要新的没有细胞毒性且用于将核酸和其它治疗剂有效递送到细胞中的非病毒递送系统。

发明内容

发明概述

本发明涉及用作将制剂(包括核酸分子)递送到细胞中的递送系统的肽。该肽是包含疏水嵌段、组氨酸嵌段和阳离子嵌段的三嵌段肽。

本发明的肽可以有效地结合核酸分子，并且在各种细胞系中诱导高的基因转染效率，其可以与使用聚乙烯亚胺(PEI)得到的水平相媲美或者比使用聚乙烯亚胺(PEI)得到的水平更好。因为本发明的肽是由氨基酸形成的，所以它们是生物可降解的并且比商业可得到的转染试剂(如PEI和脂质体转染试剂Lipofectamine)的毒性小。

由于疏水嵌段与阳离子(而因此亲水)嵌段的结合赋予的两亲性，该肽能够装配成核/壳纳米粒子。阳离子核/壳纳米粒子的形成增加了纳米粒子表面的正电荷密度并且促进如核酸的物质的细胞吸收。

除了核酸分子以外的制剂，包括治疗剂(如抗癌药物(包括多柔比星、紫杉醇和如Int-H1-S6A，F8A(源自c-Myc的H1)的肽))，可以以化学方法连接到肽的疏水嵌段上或者被物理封装到肽纳米粒子的核中。这种负载的纳米粒子可被单独使用，或者可被用于将核酸分子共同递送到细胞中。

因此，一方面，提供了一种三嵌段肽，其包含疏水性氨基酸嵌段、组氨酸嵌段和阳离子氨基酸嵌段。

所述疏水性氨基酸嵌段可包含丙氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸或色氨酸或者它们的任意组合。所述阳离子氨基酸嵌段可包含精氨酸或赖氨酸或者它们的任意组合。所述嵌段可以从N端到C端依次设置疏水性氨基酸嵌段、组氨酸嵌段和阳离子氨基酸嵌段。所述三嵌段肽可以包含如SEQ ID NO：1～SEQ ID NO：5中任一项所述的序列。

另一方面，提供了一种包含本发明的三嵌段聚合物的纳米粒子。

还一方面，提供了一种纳米粒子/制剂复合物，其包含本发明的纳米粒子和要被递送到细胞中的制剂，所述制剂与纳米粒子复合。

所述制剂可以通过静电相互作用、氢键相互作用或疏水性相互作用与所述纳米粒子复合。所述制剂可被复合到所述纳米粒子的外部，或者可被复合到所述纳米粒子的内部。

所述纳米粒子/制剂复合物可包含附加剂，并且该附加剂可被复合到所述纳米粒子的外部或内部。