[发明专利]基因递送载体及其制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种基因递送载体及其制备方法和应用。所述基因递送载体的结构式如下：其中n＝1～50。所述基因递送载体具有单一分子量，可以低成本和大规模可重复性制备，同时还具有细胞毒性低、转染效率优良稳定等特点，在基因治疗领域有广阔应用前景。

技术领域

本申请具体涉及一种基因递送载体及其制备方法和应用，属于生物化学技术领域。

背景技术

基因治疗(Genetherapy)是指通过将外源基因导入患者的特定细胞或组织，并进行适当表达，进而修正或补偿因基因缺陷或异常引起的疾病，最终达到治疗目的。基因治疗的研究成果已被广泛使用在血管病、遗传性疾病及肿瘤等病症的治疗之中，这种新的医疗手段作为当今生物治疗的重要组成部分，成为医学领域里一个新的研究重点。

目前，在基因治疗最常用的传递载体包括病毒载体和非病毒载体。尽管多数情况下，病毒载体拥有更好的转基因性能，然而因其免疫原性高、毒性大、基因负载量低、特异性和靶向性较差、制备过程复杂、难实现大规模生产等弊端，制约了它在临床治疗和基础研究等方面的应用，尤其是病毒载体的安全性问题受到了研究人员越来越高的重视。相对于病毒载体而言，非病毒载体具有生物相容性好、免疫原性低、基因荷载量大、靶向特异性强和易于制备等优点，使其成为目前基因治疗传递载体重要组成部分。

自上世纪九十年代Boussif等人成功报道了聚乙烯亚胺(Poly(ethylene imine)，PEI)具备成为基因传递载体的潜能以来，这种材料始终备受关注。经过不断研究，聚乙烯亚胺已经发展成为合成的聚阳离子型基因治疗载体中转染性能最为优越的材料之一。

然而，研究表明聚乙烯亚胺的细胞毒性和转基因性能与其分子量高低有着很大关系。高分子量的PEI相对而言具备更好的转染性能，但是其分子量较大、正电荷密度过高且不能被机体分解，因此呈现出较大的细胞毒性。分子量较低的PEI尽管细胞毒性较小，生物相容性良好，然而其转染性能却明显减弱。同时，无论高分子量还是低分子量的PEI载体都是通过聚合完成，因此其具有分子量多分散性，同时制备过程和批次也存在不稳定和不可完全重复性等问题，这在一定程度上也影响了PEI的应用。

有研究人员发现，若以PEG修饰高分子量PEI(HMW-PEI)，可以有效地屏蔽表面电荷，显著降低毒性，延长体内循环，但这种修饰会使HMW-PEI的“海绵效应”丧失，阻碍从内涵体逃逸，从而使得转染效率降低。还有研究人员尝试将利用异氰酸酯等作为链接剂，将低分子量PEI(LMW-PEI)接枝到葡聚糖骨架或可生物降解的聚碳酸酯骨架上，以克服LMW-PEI的缺陷。但是，异氰酸酯毒性较大，难以全部去除，否则会产生附加的细胞毒性。聚碳酸酯具有酸不稳定性，特别是在癌细胞组织周围的环境中降解较快，因此体内循环时间较短。

还有研究人员利用LMW-PEI引发NCA开环得到PEI-多肽的接枝共聚物，这类聚合物毒性低、转染效率良好，但是制备效率不高，对原料纯度等要求严苛，成本高，不利于大规模生产。此外，还有研究人员通过Cystamine Bisacrylamide(CBA)与800 Da PEI进行迈克尔加成，制备还原敏感的交联PEI载体，该载体的最佳转染效果与PEI 25 kDa相似，毒性显著降低，但产物的分子量分布难以控制，工艺稳定性不高，因此也不具有实用价值。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种基因递送载体及其制备方法和应用，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本申请采用的技术方案包括：

本申请的一个方面提供的一种基因递送载体的结构式如下：

其中，n＝1～50。

本申请的另一个方面提供的一种基因递送载体的制备方法包括：将α-聚苹果酸与聚乙烯亚胺反应，使聚乙烯亚胺残基接枝到α-聚苹果酸骨架上，制得所述基因递送载体；其中，所述α-聚苹果酸的聚合度为1～50，所述聚乙烯亚胺的数均分子量为200～5000Da。