[发明专利]一种超支化聚乙烯亚胺接枝的聚L-甘氨酸共聚物及其制备方法

说明书

本发明提供了一种式(I)结构的超支化聚乙烯亚胺接枝的聚L‑甘氨酸共聚物。本发明将超支化聚乙烯亚胺作为大分子引发剂溶解在有机溶剂中，在无水无氧条件下引发L‑甘氨酸N‑羧酸酐开环聚合得到超支化聚乙烯亚胺接枝的聚L‑甘氨酸接枝共聚物。聚合物是一种聚阳离子基因载体，转染效率高，其在同等条件下对MCF7和CHO细胞介导荧光素酶质粒DNA的转染效率最高为商业化PEI25K的10倍和8倍，在转染比例范围内，细胞存活率在80％以上；用于siRNA转染时，其对恒定表达荧光素酶的Huh7以及CT26细胞的基因沉默效率最高可达到80％以上，该聚合物相对于商业转染试剂PEI25K具有较高基因沉默效率和较小的细胞毒性。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其是涉及一种超支化聚乙烯亚胺接枝的聚 L-甘氨酸共聚物及其制备方法。

背景技术

基因治疗已经成为一种重要的用于对抗人类遗传疾病及癌症的治疗手段 [参见Olefsky JM.Diabetes–gene therapy for rats and mice.Nature.2000 408: 420-421.Chen YC,Huang L.Tumor-targeted delivery of siRNA by nonviral vector:safeand effective cancer therapy.Expert.Opin.Drug.Deliv.2008 5: 1301-1311.]。基因治疗是指将人的正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式 导入人体靶细胞以纠正基因的缺陷或者发挥治疗作用，从而达到治疗疾病目 的。如何高效的将基因导入细胞而发挥作用，成为目前制约基因治疗发展的 重要因素。目前用于基因治疗的载体可分为病毒类和非病毒载体两大类。病 毒类载体包括逆转录病毒、腺病毒、腺相关病毒、单纯疱疹病毒、痘苗病毒 等。虽然基因传输效率很高，但是病毒类载体在临床应用中存在着很大的安 全隐患。所以，非病毒类载体成为发展的热点。非病毒载体多为高分子阳离 子聚合物，因其安全、有效、无免疫原性等优点，已成为病毒类载体最有希 望的替代者[参见Yuba,E.et al.Effectof unsaturated alkyl chains on transfection activity of poly(amidoamine)dendron-bearing lipids.J.Control.Release.2012 160: 552-560.Kulkarni,A.,DeFrees,K.,Hyun,SH.& Thompson,DH.Pendant polymer:amino-beta-cyclodextrin:siRNA guest-host nanoparticles as efficient vectors for genesilencing.J.Am.Chem.Soc.2012 134:7596-7599.]。阳离子聚合 物聚乙烯亚胺(PEI)是非病毒类载体中受到关注最多的一个，它含有大量的胺， 具有高密度的正电荷，可以有效保护、压缩基因物质。在众多已经报道的聚 阳离子载体中，聚乙烯亚胺由于其具有独特的“质子海绵效应”能够实现高效的 基因传递而倍受关注[参见Boussif O,Zanta M.A,BehrJ.P.et al.A Versatile Vector for Gene and Oligonucleotide Transfer into Cellsin Culture and in Vivo– Polyethylenimine.PNAS,1995；92:7297-7301]。聚乙烯亚胺的优点在于电荷密 度集中，对基因物质有强的复合能力，在低质量(m/m)比即能获得最佳转染 效率。聚乙烯亚胺已经在体外和体内的转染实验中得到一定的应用。然而， 其高密度的正电荷虽然可以有效担载基因物质，但同时也造成较大的细胞毒 性。尤其在体内应用时的非特异性吸附直接导致很低的转染效率，阻碍了它 的进一步发展[参见Lungwitz U,Breunig M,Blunk T,Gopferich A. Polyethylenimine-based non-viral gene deliverysystems.Eur.J.Pharm.Biopharm 2005；60(2):247-266.]。