[發明專利]可降解酰胺類聚陽離子及其制備方法、納米顆粒

有效

• 申請號: 201110359151.2
• 申請日: 2011-11-14
• 公開（公告）號: CN102516178A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 杜子秀;金拓;臧怡;段詩悅
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C07D233/64
• 分類號: C07D233/64;C08G73/04;C12N15/87;C12N15/85
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及的是一種藥物技術領域的可降解亞胺類聚陽離子的合成方法，尤其涉及一種可用于核酸(DNA與RNA)的輸送的可降解酰胺類聚陽離子及其制備方法、納米顆粒。

背景技術

DNA和siRNA藥物從概念走向臨床應用的關鍵性瓶頸是其體內輸送系統的研發。各類基因載體中，聚陽離子載體和病毒及脂質體載體相比具有基因擔載密度和擔載量均大、制備簡單，便于化學修飾等優勢，也存在著化學毒性大、體內循環周期短(不利于靶向)的缺點。高分子量的聚乙烯亞胺(PEI，25kDa)由于其氨基密度大，易于包裹帶負電荷的基因物質而成為最早在體外和體內被廣泛研究的轉染活性較高的基因物質(DNA、siRNA)輸送載體，但無法避免其高分量烷基骨架無法降解所帶來的細胞毒性。因此設計和構建可降解的聚陽離子是提高基因物質轉染活性、降低其細胞毒性的一個關鍵策略。比如，利用小分子量的聚乙烯亞胺通過在生理條件下可斷裂的連接鍵構建可降解的聚乙烯亞胺類聚陽離子基因載體是本領域科學家所熟知的一個例子。

俄亥俄州立大學的Robert?J.Lee等最早采用交聯劑二硫代雙(琥珀酰亞胺基丙酸酯)(DSP)及雙硫二丙二亞氨甲基醚(DTBP)作為連接劑分別與低分子量PEI(PEI?800Da)交聯得到高分子量可降解的聚乙烯亞胺類聚陽離子[Gosselin?MA，Guo?W，Lee?RJ.低分子量聚乙烯可逆交聯形成的有效輸送基因載體。生物共軛化學，[J]2001；12：989-94.]。這兩個含有二硫鍵衍生物在中國倉鼠(CHO)卵巢細胞中具有與市售高分子量PEI(25KDa)相當的轉染活性，二硫鍵的引入使得聚合物可以被體內的還原試劑谷胱甘肽還原，從而二硫鍵斷開，降解成為細胞毒性小的低分子量PEI，但是文獻中沒有給出具體的細胞毒性數據。隨后有大量文獻報道了將低分子量PEI(PEI?800Da)通過含有二硫鍵、酯鍵、胺酯鍵等能夠自我斷裂的連接劑交聯而成的聚合物[Kloeckner?J，WagnerE，Ogris?M.利用多胺低聚物構建的可降解聚陽離子基因載體。].歐洲藥劑學.2006；29：414-25.等刊物]。這些研究雖然顯示了概念上的可行性，小分子量的PEI以及帶有各種連接劑斷裂片段的低分子量PEI在人體的應用仍然不被接受。

為了使降解后的低分子量PEI不帶有連接劑片段，猶他大學的Sung?Wan?Kim等人報道了采用戊二醛作為連接劑與低分子量PEI(1800Da)交聯，生成亞胺鍵連接的可降解聚乙烯亞胺類聚陽離子[Kim?YH，Park?JH，Kim?SW，et?al.通過酸敏感鍵構建可降解的聚乙烯亞胺類聚陽離子基因載體。[J].控制釋放研究2005；103：209-19.]。這一結構的特點是：細胞攝取后，凝聚基因的聚陽離子在內吞體和溶酶體的酸性條件下，與低分子量PEI直接相連的亞胺鍵斷開，生成無細胞毒性的小分量PEI。但是亞胺鍵的聚合結構不能保證這一聚陽離子攜帶核酸進入細胞之前足夠穩定，其轉染活性較也不理想。

為了改善亞胺結構的穩定性，Jin和du采用能夠與伯胺形成帶有共軛π鍵結構的亞胺的乙二醛作為連接劑，將人體內源性多氨基單體-精胺和亞精胺聚合成聚陽離子，顯示了較好的穩定性和基因轉染活性[Du?Z，Jin?T.以人體內源性多胺單體為基本構建單元并可降解為人體內源性多胺單體的聚陽離子基因載體，用于DNA(包括DNA疫苗)包裹與輸送.Jin?T，2009.]。因此，我們通過相同的連接鍵，利用低分子量PEI為基本構建單元并可降解為初始低分子量PEI的聚陽離子基因載體。前期我們利用乙二醛作為連接劑，將低分子量的PEI聚合為可降解為初始低分子量PEI與乙二醛的聚陽離子基因載體。體外實驗顯示了良好的轉染效果與細胞活性。進一步利用組氨酸與丁二酸酐反應生成中間體Histiden-acid，然后Histiden-acid與低分子量的PEI合成未見文獻報道的酰胺類聚陽離子。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，在前期利用乙二醛作為連接劑，將低分子量的PEI聚合為可降解為初始低分子量PEI與乙二醛的聚陽離子基因載體的基礎上提供一種可降解酰胺類聚陽離子及其制備方法、納米顆粒。本發明構建的聚陽離子化學穩定性較好，能夠緊密包裹DNA和RNA，在體內循環過程中不易降解，兼顧到達靶細胞之前的穩定性和進入靶細胞之后的生物響應性。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明涉及一種中間體，結構式為：

本發明還涉及一種利用上述中間體制得的可降解酰胺類聚陽離子，結構式為：

其中，n≥3。