[發(fā)明專利]基于DNA水凝膠的功能性核酸保護性載體及其制備方法、應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710557313.0
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107281497B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張川;丁飛;牟全兵
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: A61K47/59
• 分類號: A61K47/59;A61K47/64;A61K47/69;A61K48/00;A61P35/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 葉龍飛;胡晶

本發(fā)明屬于生物醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種基于DNA水凝膠的功能性核酸保護性載體，由包括側(cè)鏈修飾DNA的可降解高分子聚合物、功能性核酸和交聯(lián)劑自組裝所得。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的DNA水凝膠在水溶液中可以室溫原位自組裝形成尺寸可控、大小均一的顆粒，此顆粒在生理條件下有著很好的穩(wěn)定性，能夠有效減緩核酸酶對包裹在DNA水凝膠內(nèi)部的功能性核酸的降解作用，而且不需要任何陽離子或病毒等轉(zhuǎn)染試劑即可有效輸送功能性核酸至細胞質(zhì)中，從而實現(xiàn)治療效果，避免了所引入的陽離子或病毒等轉(zhuǎn)染試劑帶來的毒副作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于DNA水凝膠的功能性核酸保護性載體及其制備方法、應(yīng)用。

背景技術(shù)

基因療法是一種治療疾病的重要方法，但是，與基因療法相關(guān)的核酸類藥物普遍存在著穩(wěn)定性差、易降解、難以被細胞攝取、生物利用度低、體內(nèi)分布不合理以及體內(nèi)循環(huán)半衰期短等缺點(Adv.Drug Delivery Rev.,2009,8,129-138.)，這些缺點也極大地限制核酸類藥物的臨床應(yīng)用。近年來，隨著納米科技的發(fā)展，人們開發(fā)了各種各樣的載體用于核酸類藥物的輸送。關(guān)于輸送核酸類藥物的載體，主要可分為兩大類，一種是病毒載體，另一種是非病毒載體。盡管病毒載體能高效的對功能性核酸進行轉(zhuǎn)染，但是病毒載體本身的免疫原性與潛在的遺傳毒性嚴重制約了其應(yīng)用(Gene Ther.,2008,15,1500-1510.)。非病毒載體一般由帶有正電荷的陽離子聚合物構(gòu)成，例如PEI、膠束(J.Am.Chem.Soc.,2015,137,15217-15224.)、脂質(zhì)體(J.Am.Chem.Soc.,2015,137,6000-6010.)等，這些陽離子聚合物通過靜電作用與帶有負電荷的功能性核酸結(jié)合，從而輸送功能性核酸。這種策略的有效性與陽離子聚合物本身的性質(zhì)有關(guān)；當(dāng)陽離子聚合物所帶正電荷越多時，其與功能性核酸靜電作用越強，從而沉默效果越好，反之，其效果越差(J.Controlled Release,2007,123,1-10.)。但是陽離子聚合物所帶正電荷越多時，將會導(dǎo)致嚴重的毒副作用(Adv.DrugDelivery Rev.,2012,64,1717-1729.)。因此，當(dāng)前急需發(fā)展一種既能高效沉默基因，同時副作用又小的轉(zhuǎn)染方法。隨著納米科技的發(fā)展，一類無需陽離子聚合物轉(zhuǎn)染的材料引起了廣泛的關(guān)注，這其中包括球形核酸(SNA)和DNA折紙結(jié)構(gòu)(DNA origmi)。SNA是一種以納米顆粒為核，表面修飾了高密度的單鏈或雙鏈的核酸所形成的球形核酸，它不同與普通的單鏈核酸，能夠識別細胞表面的受體，從而觸發(fā)細胞內(nèi)吞(J.Am.Chem.Soc.,2009,2072-2073.)，這樣就實現(xiàn)在無陽離子轉(zhuǎn)染試劑的作用下輸送功能性核酸。相似地，DNA origmi作為一種具有三維的納米結(jié)構(gòu)的納米粒子，同樣能夠與細胞表面的受體作用，觸發(fā)細胞內(nèi)吞(Nat.nanotech.,2012,7,389-393；Angew.Chem.Int.Ed.,2014,53,7745-7750.)。然而這兩種策略中所裝載的功能性核酸往往裸露在納米粒子的外部，不能夠?qū)λb載的功能性核酸提供有效的保護。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的是提供一種基于DNA水凝膠的功能性核酸保護性載體，實現(xiàn)對功能性核酸的有效輸送，以解決現(xiàn)有輸送技術(shù)中所采用的病毒衣殼或陽離子聚合物所導(dǎo)致的人體免疫反應(yīng)、遺傳毒性，以及人體臟器的炎癥毒性和一些其它病癥的技術(shù)性問題。

本發(fā)明的第二目的是提供一種上述基于DNA水凝膠的功能性核酸保護性載體制備方法，實現(xiàn)DNA水凝膠的大小可控。

本發(fā)明的第三目的是提供一種上述基于DNA水凝膠的功能性核酸保護性載體在制備基于基因療法治療疾病的核酸類藥物的用途。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于DNA水凝膠的功能性核酸保護性載體，由包括側(cè)鏈修飾DNA的可降解高分子聚合物、功能性核酸和交聯(lián)劑自組裝所得。

優(yōu)選為，所述的側(cè)鏈修飾DNA的可降解高分子聚合物由側(cè)鏈帶有疊氮基團的可降解高分子與二苯基環(huán)辛炔修飾的DNA(DBCO-DNA)連接所得。