[發(fā)明專利]聚乙烯亞胺衍生物及其制備方法和應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110386601.7
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN102391509A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高申;范偉;尹東鋒;丁雪鷹;武鑫;高志祥;高靜;劉繼勇;朱全剛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍第二軍醫(yī)大學(xué)
• 主分類號: C08G73/04
• 分類號: C08G73/04;C08G81/00;C12N15/87
• 代理公司: 上海大邦律師事務(wù)所 31252
• 代理人: 周東萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種泊洛沙姆(Ploxamer，商品名Pluronic)修飾的聚乙烯亞胺衍生物及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

基因治療是指將人的正常基因或有治療作用的基因通過一定方式導(dǎo)入人體靶細(xì)胞以糾正基因的缺陷或者發(fā)揮治療作用。因體內(nèi)存在多種可以降解DNA或RNA的酶以及不同類型的生物屏障，所以治療基因要想有效地到達(dá)靶部位，必須借助于一定的載體運(yùn)輸。質(zhì)粒DNA一般進(jìn)入細(xì)胞核后可有效表達(dá)，而RNA(siRNA或miRNA)則是在細(xì)胞質(zhì)中發(fā)揮其調(diào)節(jié)作用，因此，如何構(gòu)建不同類型的載體，使其或者可以在細(xì)胞質(zhì)中聚集，或者可以穿透核膜而在細(xì)胞核中富集，是現(xiàn)在基因載體所關(guān)注的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。聚乙烯亞胺(polyethylenimine，PEI)是目前應(yīng)用較為廣泛的一類非病毒基因載體，在體內(nèi)外均有較高的轉(zhuǎn)染效率，PEI的轉(zhuǎn)染效率與其分子量相關(guān)，其分子量大于22000時才可獲得滿意的轉(zhuǎn)染效果，但同時也具有較高的細(xì)胞毒性，而小分子量的PEI(Mw＝2000)細(xì)胞毒性很小，但其轉(zhuǎn)染效率低下，無法達(dá)到治療的目的。而且PEI與DNA形成的復(fù)合物在體內(nèi)極易聚集(如沉積于肺毛細(xì)血管床，則導(dǎo)致嚴(yán)重的肺栓塞)，其載體系統(tǒng)的粒徑和分散穩(wěn)定性對緩沖鹽體系和血清都非常敏感，導(dǎo)致應(yīng)用于體內(nèi)時毒性大、轉(zhuǎn)染效率低、藥代動力學(xué)和體內(nèi)分布不佳。為了克服其缺點(diǎn)，一般使用生物相容性的親水性聚合物如聚乙二醇(PEG)修飾PEI，以提高PEI/DNA復(fù)合物的穩(wěn)定性，降低毒性，但是由于PEI被親水性聚合物修飾后與細(xì)胞的親和力降低，使得目的基因無法進(jìn)入細(xì)胞，轉(zhuǎn)染效率下降。如何通過化學(xué)修飾的手段提高PEI的體內(nèi)外轉(zhuǎn)染效率，同時降低細(xì)胞毒性，是目前研究的熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種聚乙烯亞胺衍生物，該聚乙烯亞胺衍生物是泊洛沙姆修飾的聚乙烯亞胺，其在體內(nèi)外的穩(wěn)定性好，細(xì)胞毒性小，且轉(zhuǎn)染效率高。

此外，還需要提供一種聚乙烯亞胺衍生物的制備方法及其作為基因載體的應(yīng)用。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

在本發(fā)明的一個方面，提供了一種聚乙烯亞胺衍生物，該聚乙烯亞胺衍生物為泊洛沙姆修飾的聚乙烯亞胺，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：

式中，PEI為聚乙烯亞胺，x＝2-80，y＝10-40。

優(yōu)選的，所述聚乙烯亞胺的分子量為2000。

泊洛沙姆為兩親性聚合物，由親水性的聚氧乙烯鏈(EO)和親脂性的聚氧丙烯鏈(PO)組成，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：

EO鏈形成親水性外殼，可以增加載體材料的膠體穩(wěn)定性，降低PEI的細(xì)胞毒性；而PO鏈形成親脂性內(nèi)核，可以增加材料的親脂性，提高對細(xì)胞的親和力，進(jìn)而提高轉(zhuǎn)染效率。

由于聚氧乙烯鏈的親水性和聚氧丙烯鏈的親脂性，使泊洛沙姆這類共聚物具有極不相同的表面活性，屬于非離子型表面活性劑。根據(jù)親水親油平衡值(HLB)，泊洛沙姆具有從極端疏水性的Ploxamer?401(HLB＝0.5)到極端親水性的Ploxamer?108(HLB＝30.5)的多種產(chǎn)品。

優(yōu)選的，本發(fā)明的泊洛沙姆選自：型號分別為F68、P105、P123、L61(Mw＝8594、6554、5780、2022)的泊洛沙姆。對于泊洛沙姆的商品型號，其識別碼為一個表示其室溫下物理形態(tài)的字母(L：液體，P：糊狀，F(xiàn)：片狀(固體))后綴兩位或者三位數(shù)字，第一位數(shù)(及三位數(shù)字情況下的前兩位數(shù))乘以300表示疏水物聚氧丙烯的近似分子質(zhì)量，后一位數(shù)x?10為聚氧乙烯所占的百分比(例如L61表示分子質(zhì)量為1800g/mol的聚氧丙烯帶有10％的聚氧乙烯構(gòu)成的泊洛沙姆)。

優(yōu)選的，所述泊洛沙姆和聚乙烯亞胺的反應(yīng)摩爾比為1∶2-10；更優(yōu)選的，所述泊洛沙姆和聚乙烯亞胺的反應(yīng)摩爾比為1∶5-10；最優(yōu)選的，所述泊洛沙姆和聚乙烯亞胺的反應(yīng)摩爾比為1∶10。

在本發(fā)明的另一方面，提供了一種上述聚乙烯亞胺衍生物的制備方法，包括以下步驟：

用三光氣和N-羥基琥珀酰亞胺活化泊洛沙姆兩端羥基；

將活化的泊洛沙姆與聚乙烯亞胺反應(yīng)，得泊洛沙姆修飾的聚乙烯亞胺。

在本發(fā)明的另一方面，還提供了上述聚乙烯亞胺衍生物作為基因載體的應(yīng)用。

本發(fā)明的聚乙烯亞胺衍生物，經(jīng)細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)和體外轉(zhuǎn)染細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證明，不僅細(xì)胞毒性小，而且轉(zhuǎn)染效率高，適于作為基因載體應(yīng)用。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。