[發明專利]ATRP法構建以PGMA為骨架的高性能陽離子基因載體

有效

• 申請號: 201210127021.0
• 申請日: 2012-04-26
• 公開（公告）號: CN102643374A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 徐福建;柴明英;楊鑫超;王增輝;朱韻;修可茂;胡楊
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08F120/32
• 分類號: C08F120/32;C08F8/32;C08F293/00;C08F220/32;C08F220/34;C08F220/54;C08F220/28;C08F299/02;C12N15/63
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 張水俤

技術領域

本發明屬于非病毒基因載體技術領域，具體涉及ATRP法構建一系列以PGMA(聚甲基丙烯酸縮水甘油酯)為骨架，具有高的基因轉染效率低毒的陽離子基因載體。

背景技術

基因治療方法為先天性遺傳疾病和嚴重后天獲得性疾病的治療提供了一條富有前景的新途徑。基因治療是一種將外源基因導入目的細胞并有效表達，從而達到治病目的的治療方法。DNA分子通常以帶負電的疏松狀態存在，體積較大，滿負電荷與細胞表面之間存在排斥作用，難于進入細胞；另外，血液及細胞內存在大量的水解酶尤其是核酸酶，能將裸DNA分子破壞，因此單獨使用DNA轉染時，效率較低。為了使DNA有效轉染，需要借助物理方法或使用基因載體輔助DNA轉染。物理方法需要使用專門的設備，不能進行全身性使用，并且會對組織和細胞產生嚴重損害，采用基因載體法有望克服物理方法的缺陷。

應用于基因治療的載體主要分為病毒載體(viral?vector)和非病毒載體(non-viral?vector)。病毒載體主要為逆轉錄病毒、腺病毒、腺相關病毒及單純皰疹病毒，其優點是轉染率高，缺點是缺乏安全性，可能引起致癌作用與不希望的自身免疫反應(unexpected?immune?response)和白細胞的病毒變化，甚至可能造成病人多器官衰竭導致死亡。此外病毒載體還會引起插入突變的現象，可能導致宿主細胞的惡行轉化，而且病毒載體攜帶DNA的能力有限，不利于大規模的生產。由于它的上述弱點，目前科學界已經研究重心轉向非病毒載體技術的研究與開發。與病毒性載體相比，非病毒載體安全性高，并且具有低免疫原性、能夠攜帶大量DNA分子、容易大批量生產及費用低廉等優點，是一個有潛力的替代路線，故人們愈來愈重視人工合成的非病毒載體的研究。陽離子聚合物是目前研究最廣泛的人工合成非病毒載體。陽離子聚合物能夠自發與帶負電荷的基因通過電荷相互作用，可形成帶正電荷納米級的復合體(complex)，從而協助基因穿過帶負電的細胞膜。此外，陽離子聚合物載體也能夠保護質粒，避免被核酸酶降解，加速基因的細胞轉染。

近年來，隨著活性/可控自由聚合(living/controlled?radical?polymerization，LRP)研究的快速發展，LRP技術在制備具有新穎特定功能的生物高分子材料中也得到了巨大發展。LRP集活性可控聚合與自由基聚合的優點為一身，不但可得到相對分子量分布極窄、相對分子量可控、結構明晰的高分子，而且可聚合的單體多，反應條件溫和易控制。所以，LRP技術具有極高的實用價值，受到了高分子化學家們的重視。迄今為止，已有原子轉移自由基聚合(atom?transfer?radical?polymerization，ATRP)、穩定自由基氮氧游離基調控(nitroxide?mediated?free?radical?polymerization，NMRP)體系和可逆加成-裂解鏈轉移聚合(reversible?addition-fragmentation?chain?transfer，RAFT)等LRP體系問世。其中，ATRP近幾年得到了迅速發展并有著重要應用價值。其所用引發劑一般為鹵代烷烴，基本原理是通過一交替的“活化-去活”可逆反應使體系中游離基濃度極低，迫使不可逆終止反應降低到最低程度，而鏈增長反應仍可進行，從而實現“活性”聚合。ATRP反應溫度適中，適用單體范圍廣，甚至可以在少量氧存在下進行，對高分子材料的分子設計不需復雜的合成路線，是現有NMRP、RAFT等其它活性聚合方法無法比擬的，因此可以說ATRP技術的出現開辟了活性聚合的新領域。