[发明专利]含可降解亚胺键的核酸物质的载体、其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及含可降解亚胺键的低分子量PEI衍生物核酸物质的载体、其制备方法、在核酸药物（DNA和RNA）输送中的应用和复合物。

背景技术

基因治疗，是将外源性基因物质(DNA或RNA)导入细胞，促进或者抑制特定蛋白的表达，或者取代、修复有问题的基因，从而达到疾病治疗的目的。基因治疗在其发展过程中遇到了一系列技术瓶颈，其中最重要的瓶颈之一是基因物质安全有效的体内输送。

目前常用的基因输送载体可以分为病毒载体及非病毒载体。病毒载体虽然具有较高的转染效率，但由于病毒的变异会引起潜在的致病危险，并且病毒表面成分会引起人体免疫反应，同时病毒载体的制备和纯化困难且担载基因量小。而以为代表的非病毒基因载体具有基因担载密度和担载量大、制备简单，便于化学修饰等优势。因此，非病毒基因载体被认为是更理想的基因物质输送载体。但是载体也存在着化学毒性大的缺点，例如聚乙烯亚胺是目前研究最为广泛的非病毒载体，分支状分子量为25kDa的PEI转染效率最高，但是PEI25kDa同时因其烷基骨架无法降解而导致细胞累计毒性较大。多数的国内外专家将其研究集中在可降解的PEI衍生物。

犹他大学的Sung Wan Kim等人在缓控释杂志(Journal of Controlled Release 2005,103:209-219)发表“Polyethylenimine with acid-labile linkages as a biodegradable gene carrier”（用酸降解连接剂聚PEI作为基因载体）的文章，该文章采用戊二醛作为连接剂与低分子量PEI(1800Da)交联，生成特征性的含有亚胺键连接的可降解聚乙烯亚胺类，该类的结构特点是：与基因形成的复合物被细胞摄取后，凝聚基因的在细胞内的内吞体和溶酶体的酸性条件下，与低分子量PEI直接相连的亚胺键断开，生成无细胞毒性的低分量PEI，但是含亚胺键的聚合结构不能保证这一携带核酸进入细胞之前足够稳定，其转染活性也一般（与PEI25KDa对照）。

Jin等人申请一项题为“Polycationic gene carriers formed of endogenous amino group-bearing monomers”（内源性氨基基团的单体形成聚阳离子基因载体）的PCT专利（WO2009/100645A1），该专利中采用人体内源性专职凝聚基因的小分子单体精胺分别与1，4-丁二醇二氯甲酸酯、1，4-丁二酰氯和乙二醛等三个连接剂，缩合得到分别含有氨酯键、酰胺键和亚胺键等聚精胺阳离子，这些表现出良好的核酸输送能力，而且，聚合物通过生物响应性降解能够回归到精胺内源性单体的初始状态，具体的特征是良好的生物相容性，但该技术的缺陷在于：含有氨酯键、酰胺键的降解速率比较慢，导致核酸物质无法及时从内涵体里逃逸，影响核酸输送效率；含有亚胺键的降解速率比较快，但是载体的不稳定性致使其输送的核酸物质尚未到达胞质，便从胞外释放出来，转染效率大大降低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种含可降解亚胺键的核酸物质的载体、其制备方法、在核酸药物（DNA和RNA）输送中的应用和复合物。本发明制备的是具有高效、低毒、可降解为起始状态小分子的基因物质输送载体，可以用于基因物质(DNA和RNA)的输送。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及一种含可降解亚胺键的核酸物质的载体（PPI），其结构式为：

其中，x为1～20，y为1～20，n为1～20。

优选地，所述核酸物质的载体的基本构建单元为低分子量聚乙烯亚胺PEI，所述低分子量PEI为重均分子量Mw在2000Da以下的任一低分子量的PEI。

优选地，所述低分子量PEI的分子量为：Mw=800Da/Mn=600Da或Mw=1300Da/Mn=1200Da或Mw=2000Da/Mn=1800Da；其中，Mw为重均分子量，Mn为数均分子量。

本发明还涉及一种上述含可降解亚胺键的核酸物质的载体的制备方法，包括以下步骤：

(1)将低分子量PEI与咪唑二醛按摩尔比为1:1-3.5的比例加入到溶剂中，得到反应体系；

(2)搅拌、摇动或震荡反应体系，使之发生缩合反应，即得所述含可降解亚胺键的核酸物质的载体。

优选地，所述低分子量PEI为Mw在2000Da以下的任一低分子量的PEI。