[发明专利]一种alpha螺旋状阳离子多肽分子及其制法和应用

说明书

技术领域

本发明主要涉及生物医用高分子材料及其应用领域，具体涉及一种alpha螺旋状阳离子多肽分子及其制法和应用。

背景技术

基因治疗自1989年首次进入临床试验，至今已有二十余年，它为很多疾病(尤其是癌症)提供了一种新的治疗方法。基因治疗必须要有一个能将目的基因导入机体细胞的载体系统。基因治疗在临床的成功应用与否，其技术瓶颈是能否开发出一个安全而高效的基因药物传递系统(International Journal of Pharmaceutics，2001，229：1-21；Nature Biotechnology，2000，18：33-37；Gene Therapy，2005，12：1734-1751)。目前，常用于基因传输的载体系统包括两类：病毒性载体和非病毒性载体。前者具有较高的基因表达效率，但存在安全性和免疫原性等风险，1999年，美国曾出现第一例采用病毒性载体基因治疗死亡的病例(Genetherapy，2003，10：1135-1141)。尽管非病毒性载体对基因的表达效率较病毒性载体低，但非病毒性基因载体具有毒性低、低免疫原性以及易于规模生产等优点，在基因治疗应用中备受瞩目。

近年来，关于非病毒性基因载体，报道了阳离子聚合物、接枝共聚物、脂质体以及阳离子多肽等作为基因的载体，也具有较高的基因表达效率(Journal of Controlled Release，2004，94：1-14；Nature Materials，2006，5：439-451)。如聚乙烯亚胺(polyethylenimine，PEI)中的伯胺可用来与DNA结合，而仲胺和叔胺可用于内涵体释放DNA，因此，其基因表达效率高，被认为是目前非病毒基因载体的标准。但PEI毒性大，因此，难以推广应用。多肽作为基因载体，由于其生物相容性高，近年来备受关注。如组氨酸(Biochimica EtBiophysica Acta-Biomembranes，2006，1758：301-307)、赖氨酸(Biochemical and BiophysicalResearch Communications，2007，357：511-516)和精氨酸(Bioconjugate Chemistry，2001，12：1005-1011；Biochimica Et Biophysica Acta-Molecular Cell Research，2003，1640：129-136)构成的多肽均可用作为基因的载体。在多肽作为基因载体的设计中，赖氨酸与组氨酸用来与DNA结合，而组氨酸可用来内涵体释放DNA。多肽序列中还可引入半胱氨酸，在多肽/DNA复合体中，半胱氨酸中的二硫键可发生发生交联反应，有效增加复合体稳定性。此外，Niidome等(Biomaterials，2000，21：1811-1819)设计了两亲性阳离子多肽KALA作基因载体，该多肽分子可以形成alpha螺旋结构，能有效穿过细胞膜提高基因表达效率。专利申请CN101235384A公布了一种新型非病毒阳离子型基因载体的制备方法；专利申请CN1844170A公布了一种温敏聚异丙基丙烯酰胺-聚赖氨酸缀合物转基因载体的制备；专利申请CN1462763A公布了多聚赖氨酸淀粉纳米颗粒与制备方法及作为基因载体的应用；专利申请US7112442和US6387700公布了由色氨酸、半胱氨酸和赖氨酸组成的多肽作为基因的载体材料。尽管基因载体材料的研究备受关注，也取得一些进展，但仍有很多问题有待解决。迫切需要设计和开发出一种合成方法简单、基因表达效率高、毒性小的基因载体。

发明内容

理想的基因传输系统应需满足以下条件：能有效与DNA结合，形成稳定的载体/DNA复合体；能有效与细胞膜相互作用，高效地穿透细胞膜，将基因传送到细胞内；内涵体中能高效地将DNA释放；载体材料对人体无毒或毒性很小。为达到上述目的，本发明提出一种新型alpha螺旋状阳离子多肽分子及其用于基因传输。

本发明采用的技术方案是设计一种具有alpha螺旋状阳离子多肽分子作为基因载体材料。alpha螺旋结构的穿透细胞能力，组氨酸有利于内涵体释放基因，赖氨酸或精氨酸提供正电荷与DNA结合形成复合体，靶向基团则向肿瘤部位定向传输基因。

一种alpha螺旋状阳离子多肽分子，结构通式为：

其中，n1＝3～5，x＝1～7，y＝1～12，z＝1～5，n2为1～4；

所述靶向基团为Arg-Gly-Asp；所述B1是Ala或His；B2为Lys或Arg。