[發明專利]維生素E修飾的聚乙烯亞胺衍生物及其合成方法和應用

有效

• 申請號: 201610802130.6
• 申請日: 2016-09-04
• 公開（公告）號: CN106397765B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 湯新景;劉金星;馮夢柯
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: C08G73/04
• 分類號: C08G73/04;A61K48/00;A61K47/34
• 代理公司: 北京思元知識產權代理事務所(普通合伙) 11598
• 代理人: 余光軍;霍雪梅

本發明公開了維生素E修飾的聚乙烯亞胺衍生物及其合成方法和應用。所述制備方法包括：向維生素E中引入羧基得到vitE?COOH，用CDI將其活化后直接與PEI進行反應，反應產物水溶液pH值調至8?9后透析、冷凍干燥，即得。實驗證明，維生素E的修飾有利于pDNA質粒的釋放，其毒性隨著PEI上的維生素E飾數目的增加而降低，維生素E的修飾能夠大大增加pDNA質粒的細胞攝取蛋白的表達。體內實驗表明PEI衍生物可成功將pDNA質粒輸送到小鼠的肝臟和肺臟中，該復合物(PEI/pDNA)能進入肝臟和肺臟細胞并進一步釋放質粒DNA和基因表達。本發明聚乙烯亞胺衍生物作為基因輸送載體具有毒性低、轉染效率高等優點。

技術領域

本發明涉及聚乙烯亞胺衍生物，尤其涉及維生素E修飾的聚乙烯亞胺衍生物及其合成方法，本發明還涉及該維生素E修飾的聚乙烯亞胺衍生物作為基因輸送載體的應用，屬于聚乙烯亞胺衍生物領域。

背景技術

基因治療可用于治療包括癌癥、艾滋病、心血管病、傳染性疾病等在內的各種獲得性和遺傳性疾病。基因治療相對其它治療方法有著若干優勢，但在實際應用過程中也面臨著一些挑戰。因此，基因輸送載體對于基因治療來說是十分必要的。目前開發基因輸送載體的策略主要分為病毒和非病毒介導的輸送系統。病毒載體具有非常高的輸送效率并且可以保證基因的長期表達，因此是目前臨床上應用最多的載體。但病毒載體在臨床使用過程中也暴露出了許多缺陷，這些缺陷大大限制了病毒載體的應用。為了克服病毒載體的諸多不足，近些年來非病毒載體得到了迅速發展。這其中就包括研究最廣泛的非病毒載體聚乙烯亞胺。

聚乙烯亞胺(PEI)是一種很常見的人工合成水溶性聚合物，它在廢水處理和造紙業中有著非常廣泛的應用。根據結構特點，PEI聚合物大致可以分為支鏈PEI和直鏈PEI。與直鏈PEI相比，多分支的PEI能夠與DNA形成結合更緊密和顆粒更小的復合物。支鏈PEI與DNA的復合與直鏈高分子量PEI相比較對緩沖條件的依賴性更小，而直鏈高分子量PEI與DNA的復合很大程度上取決于緩沖條件。實驗證明在高離子強度溶液中直鏈PEI(22kDa)與DNA復合可以形成較大尺寸的復合物(1μm)，而在5％葡萄糖中，觀察到形成的復合物尺寸是30-60nm。PEI是最好的體外轉染試劑之一并且已經被一些研究工作者當成聚合物類基因轉染試劑的“金標準”。

PEI的轉染效率和細胞毒性主要受其分子量、支化程度、表面電勢和粒徑的影響。隨著分子量的升高，支鏈PEI轉染效率升高；然而，細胞毒性也同時升高。為了消除或降低與PEI有關的細胞毒性，目前已經發展出了多種不同的策略。^[49-51]這些策略主要包括使用直鏈高分子量PEI，用多糖、親水性聚合物(如PEG)、二硫鍵連接臂、脂質基團等取代或連接高分子量和低分子量的支鏈PEI(Ko YT,Kale A,Hartner WC,Papahadjopoulos-SternbergB,Torchilin VP.J Control Release.2009；133:132-8.Godbey WT,Wu KK,Mikos AG.Sizematters:J Biomed Mater Res.1998；45:268-75.Grayson AC,Doody AM,Putnam D.PharmRes.2006；23:1868-76.)。目前PEI及其衍生物已經應用于體內的核酸輸送并且在癌癥治療等領域取得了令人滿意的結果。有若干研究資料都涉及到通過PEI衍生物向體內輸送核酸來達到治療目的。這些衍生物包括多糖連接的PEI或交聯的PEI納米粒。研究表明使用諸如硫酸軟骨素、透明質酸或葡聚糖等多糖修飾支鏈PEI(MW 25kDa)可使聚合物毒性降低，從而改善其體內轉染效率。基于直鏈PEI的轉染試劑在市場上已經可以買到(例如ExGen500、jetPEI)。