[发明专利]具有高效基因递送能力的还原响应性超支化聚β-氨基酯及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种具有高效基因递送能力的还原响应性超支化聚β‑氨基酯及其制备方法与应用，该聚合物通过“A2+B3+C2”迈克尔加成方法聚合而成使其具有超支化结构。相比于线性结构，支化结构可增强聚合物与核酸分子的相互作用，显著提高其基因缩合能力，同时可通过增强与细胞膜之间的相互作用增加细胞摄取。该聚合物的主链上具有还原响应的基团（二硫键），在受损血管内皮细胞内的GSH作用下，聚β‑氨基酯在细胞质中可迅速被降解，释放出所包载的基因药物（ICAM‑1 siRNA），实现基因的高效转染，同时降低材料毒性。该种聚β‑氨基酯的这些性能使其在生物医用材料，尤其是基因递送领域中具有巨大的开发前景。

技术领域

本发明涉及基因负载和递送领域，具体涉及具有高效基因递送能力的还原响应性超支化聚β-氨基酯及其制备方法与应用，并用于siRNA的转染。

背景技术

基因载体是用于负载核酸分子，将其递送入靶细胞并成功表达的重要工具。基因载体材料可以分为病毒载体和非病毒载体两大类。病毒载体具有转染效率高的优点，但其本身的免疫原性高、致癌风险高以及基因装载量低等缺点严重制约了其在医药领域的应用和发展。基于此，非病毒基因载体逐渐得到重视和发展。常用的非病毒基因载体主要有脂质体、阳离子聚合物和多糖等。现有基因载体受到其结构的限制，往往需要较高的质量比才能有效地缩合核酸分子，这也带来较高的细胞毒性。基于此，发展刺激响应型可降解的阳离子聚合物，可以在实现稳定包载核酸药物的同时，解决上述矛盾。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有还原响应性的超支化聚β-氨基酯，该聚合物可以用作核酸药物的载体，且具有良好的生物相容性、还原敏感性以及高基因转染能力；并提供上述超支化还原响应的聚β-氨基酯结合核酸分子的制备方法和在核酸药物递送系统中的应用。

本发明提供一种具有还原响应性的超支化聚β-氨基酯，通过迈克尔加成方法聚合后，使用小分子胺作为封端剂进行封端；本发明的阳离子聚β-氨基酯具有超支化结构，主链上具有还原敏感的基团。

本发明采用如下技术方案：

一种还原响应性的超支化聚β-氨基酯，具有式（I）所示的结构；

所述式（I）所示的结构中，8～15，y为7～14，z为6～10；优选的，x为9～11，y为8～10，z为7～9。

本发明公开了上述还原响应性的超支化聚β-氨基酯的制备方法，以2，2-二硫二乙醇二丙烯酸酯、氨基醇、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和胺基化合物为原料，反应制备还原响应性超支化聚β-氨基酯。

本发明公开了一种纳米药物的制备方法,为以下步骤：以2，2-二硫二乙醇二丙烯酸酯、氨基醇、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和胺基化合物为原料，反应制备还原响应性超支化聚β-氨基酯；将所述还原响应性超支化聚β-氨基酯复合药物得到纳米药物。

氨基醇具有如下化学结构式：

本发明中，R₁为带有羟基的小分子基团，可以如下：

胺基化合物具有如下化学结构式：

本发明中，R₂为带有胺基的小分子基团，R₂结构可如下：

以具有式（ⅠI）结构的聚β-氨基酯为例，本发明提供了具有式（ⅠI）结构的聚合物聚β-氨基酯的制备方法，包括以下步骤：以2，2-二硫二乙醇二丙烯酸酯、4-氨基-1-丁醇、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和1-（3-氨基丙基）-4-甲基哌嗪为原料，反应制备具有还原（GSH）响应性的超支化聚β-氨基酯。