[發明專利]基因遞送用生物可降解交聯陽離子多嵌段共聚物及其制備方法

有效

• 申請號: 200580045612.1
• 申請日: 2005-11-03
• 公開（公告）號: CN101094652A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: G·斯洛博德金;M·馬塔爾;J·法韋爾;K·安瓦爾
• 申請（專利權）人: 表達遺傳學公司
• 主分類號: A61K9/14
• 分類號: A61K9/14
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 黃革生;凌立

技術領域

本發明通常涉及生物可降解交聯陽離子多嵌段共聚物及其制備方法。特別涉及生物可降解交聯陽離子多嵌段共聚物的組合物和制備方法，所述共聚物包含低分子量的線性聚乙烯亞胺(LPEI)和生物可降解連接體，其中每個LPEI單元通過生物可降解連接體與臨近的單元共價連接。本發明還涉及熒光標記的聚合物和制備方法，所述聚合物包含前述的生物可降解交聯陽離子多嵌段共聚物和熒光標記。本發明的生物可降解交聯陽離子多嵌段共聚物通過促進DNA、RNA、寡核苷酸和其他陰離子物質的跨膜轉運或通過增強它們對生物表面的附著，可用于它們的遞送及其細胞定位。

背景技術

基因治療的成功依賴于基因遞送系統將治療性基因有效并安全的遞送到靶標組織的能力。可以將基因遞送系統分為病毒和非病毒的(或基于質粒DNA的)。可以將如今臨床使用的現有基因遞送技術認為是第一類，這是因為它們具有通過其固有的化學、生物化學和分子生物學性質轉染或感染靶細胞的能力。但是，依靠這些獨有的性質限制了它們的治療性應用。例如，具有感染哺乳動物細胞能力的病毒已經有效的用于具有高轉導效率的基因轉移。但是，當用在臨床情形中時，已經引起了嚴重的安全顧慮(例如宿主的強免疫應答和潛在的誘變)。

基于“裸DNA”或配制的質粒DNA的非病毒基因遞送系統比病毒載體更具有潛在的優勢，這是因為使用的便利性以及不誘發特異性免疫應答。已經描述了一些合成基因遞送系統來克服裸DNA的限制，所述遞送系統包括陽離子脂類、肽和聚合物。除了前面的優勢外，基于陽離子脂類系統的臨床實用性由于它們的低有效性、毒性和難控制性而受到限制。

另一方面，由于聚合物良好的分子柔性允許復雜的修飾和新元件的摻入，它們成為現有系統的可行性選擇對象。已經廣泛研究了作為基因遞送候選物的陽離子聚合物，如聚(L-賴氨酸)(PLL)、聚(L-精氨酸)(PLA)和聚乙烯亞胺(PEI)，這是基于它們凝聚DNA并且提高DNA穩定性和跨膜遞送的能力。陽離子聚合物的轉染效率受到其分子量的影響。高分子量(＞20kD)的聚合物比低分子量的聚合物具有更好的轉染效率。諷刺的是，具有高分子量的那些聚合物也更具有細胞毒性。已經進行了一些嘗試來避免這一問題并且在不增加其細胞毒性的同時增強陽離子聚合物的轉染活性。例如，Lim等人通過熔融縮合合成了生物可降解的聚合物，聚[α(4-氨基丁基)-L-乙醇酸](PAGA)，Pharm.Res.17：811-816，2000。盡管PAGA已經用在一些基因遞送研究中，但由于其轉染活性低以及在水溶液中的不穩定性，其實際應用是有限的，J?Controlled?Rel.88：33-342，2003；Gene?Ther.9：1075-1084，2002。羥脯氨酸酯(PHP酯)和網狀聚(氨基酯)也是其他可降解聚合物中的一些實例。通過熔融縮合或通過環己基碳二亞胺(二甲基-氨基)吡啶(DCC/DMAP)激活的縮聚作用，從Cbz-4-羥基-L-脯氨酸合成PHP酯，J.Am.Chem.Soc.121：5633-5639，1999；Macromolecules?32：3658-3662，1999。使用在二(2-甲氧基-羰基乙基)[三-(羥甲基)甲基]胺的羥基和羧基基團之間的大量縮聚，隨后通過與6-(Fmoc-氨基)己酸的縮合，合成成網狀聚(氨基酯)(Bioconjugate?Chem.13：952-957，2002)。已經表明這些聚酯凝聚DNA并且在體外低細胞毒性的轉染細胞，但是它們在水溶液中的穩定性很差。