[發明專利]一種細胞毒性低、轉染效率高的非病毒基因轉染載體材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201710113970.6
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106866960B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 黃玉剛;易玲
• 申請（專利權）人: 廣州醫科大學
• 主分類號: C08G69/48
• 分類號: C08G69/48;C08G69/42;C12N15/87
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 楊燕瑞;黃磊

本發明屬于生物醫用高分子材料領域，公開了一種細胞毒性低、轉染效率高的非病毒基因轉染載體材料及其制備方法與應用。本發明載體材料結構如通式(1)所示：其中，R₁為芐基、烷基或聚乙二醇，n為聚合度，x為側鏈不含雙鍵的重復單元的聚合度，且x<n。本發明載體材料，其側鏈含伯胺陽離子，能有效地與siRNA形成聚電解質納米復合膠束，向腫瘤細胞內傳遞siRNA，轉染效率非常好，可與高效率載體PEI相媲美，但細胞毒性比PEI低的多，甚至沒有細胞毒性。本發明還提供了一種上述載體材料的制備方法，可低成本、大批量地制備轉染效率高、細胞毒性低的非病毒類基因載體，在腫瘤和多種免疫疾病的基因治療方面有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于生物醫用高分子材料領域，特別涉及一種細胞毒性低、轉染效率高的非病毒基因轉染載體材料及其制備方法與應用。

背景技術

近二十年來，基因療法是被認為是一種治療腫瘤和多種免疫疾病的有效方法。它是將正常基因或具有修復作用的質粒(pDNA)通過一定的方式導入靶細胞來糾正基因缺陷，從而達到治療目的；或者是通過特定方式將具有沉默功能的小干擾RNA(siRNA)導入靶細胞來沉默致病基因的表達，從而達到治療的目的。要達到這樣的目標，必需將外源基因負載到合適載體上，然后將基因遞送至靶細胞，載體起到保護基因的目的，否則其將被核酸酶降解，以至于導致基因治療失敗。因此，對能夠負載并保護基因的載體材料的選擇，就變得非常關鍵。病毒具有攜帶基因轉染細胞的天然生物功能，因此可以高效率的將外源基因導入到靶細胞，效率非常高。常用的病毒載體主要有腺病毒，逆轉錄病毒和慢病毒等，雖然轉染效率高，但病毒載體的致命缺陷是能夠引發免疫響應而導致患者死亡(N.S.Templeton,Bioscience Reports,2002,22,283-295)。此外，病毒也具有不能夠大批量制備、成本高、運載基因容量有限等缺點(D. Ibraheem,A.Elaissari,H.Fessi,International Journal ofPharmaceutics,2014,459: 70–83)。針對此缺點，研究者根據基因自身帶負電的結構特點，使帶陽離子的化合物與基因通過靜電吸引作用來形成納米尺度的復合物膠束，從而保護基因，安全性比病毒載體大大增加。非病毒載體主要有陽離子脂質體、陽離子聚合物以及陽離子無機化合物等。陽離子脂質體的應用最為廣泛，但陽離子脂質體為小分子物質，帶正電荷較少，與基因結合能力不夠強，轉染效率也不高。更為關鍵的是，脂質體每個分子帶正電荷數少，因此完全中和基因的負電荷時的投料量就很大，這大大增加了脂質體類載體的細胞毒性。事實上，載體的安全性一直是困擾基因療法的瓶頸，例如，1999年，一例患肝病的18歲病人Jesse Gelsinger在使用基因療法的過程中死亡，這次事件導致全球基因療法的臨床試驗基本停止(N.S.Templeton,Bioscience Reports,2002,22,283-295)，這是基因療法發展歷史上的重大挫折。病人死亡的原因是腺病毒載體(AV)使病人的免疫系統過度反應，引發患者多器官衰竭和腦死亡。盡管基因治療一直在曲折中前進，今年的麻省理工學院技術評論仍將基因治療技術評為“2017年十大技術突破”之一(E.Mulin,MIT technologyreview,2017,March/April)，這直接得益于2012年以來更為安全的腺相關病毒載體(AAV)的使用。盡管如此，病毒載體由于自身本性的限制，安全性仍是無法避免的問題。由此看來，開發更為安全、低細胞毒性以及高轉染效率的新型非病毒類聚合物載體，無疑仍舊是解決基因療法瓶頸的關鍵。

發明內容

為了克服上述現有技術非病毒載體的細胞毒性的缺點與不足并保證轉染的高效性，本發明的首要目的在于提供一種基于陽離子多肽類的細胞毒性低、轉染效率高的非病毒基因轉染載體材料。

本發明的載體材料為側鏈含有伯胺離子的多肽類載體，可有效地和siRNA 結合形成納米復合物膠束，可向靶細胞中傳遞siRNA，細胞毒性低，甚至無細胞毒性；轉染效率好，可與經典的高效率轉染載體聚乙烯亞胺(PEI)相媲美。

本發明另一目的在于提供一種上述非病毒基因轉染載體材料的制備方法。