[發明專利]骨靶向肽與萘酰亞胺修飾的樹形高分子轉基因載體、其制備方法及應用

有效

• 申請號: 201810620827.0
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108753829B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 騫愛榮;高永光;藺梟;胡麗芳;張文娟;羅曉慶;趙欣;李迪杰
• 申請（專利權）人: 西北工業大學;西安九清生物科技有限公司
• 主分類號: C12N15/87
• 分類號: C12N15/87;C08G73/02
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郭永麗

本發明提供一種骨靶向肽與萘酰亞胺修飾的樹形高分子轉基因載體，其包括樹形高分子骨架、骨靶向肽基團以及含萘酰亞胺功能基團，所述骨靶向肽基團和萘酰亞胺功能基團以共價鍵連接在樹形高分子表面；所述樹形高分子為聚酰胺?胺樹形高分子。本發明還提供所述基因轉染載體的制備方法及樹形高分子轉基因載體作為核酸分子輸送載體中的應用。本發明采用全新的修飾方法和功能基團修飾樹形高分子，反應簡單高效，產率高，在細胞轉染過程中達到高效轉染效果，而且具有較好的骨靶向性能。材料生產簡易且成本低，轉染過程細胞毒性較低，能有效且安全地將基因分子輸送到細胞中，本發明的樹形高分子轉基因載體具有高效、低毒、價格低廉、合成簡易的優點。

技術領域

本發明屬于高分子化學及生物材料技術領域，具體涉及一種骨靶向肽與萘酰亞胺修飾的樹形高分子轉基因載體、其制備方法及應用。

背景技術

基因治療作為一種新型的治療手段，已經在癌癥、艾滋病、骨質疏松癥等重大疾病的治療中顯示出巨大的應用潛力。但由于缺乏安全高效的靶向性基因載體，骨質疏松癥等骨骼疾病的基因治療還未見突破性進展。

基因治療是指借助基因載體將外源正常的基因導入靶細胞，用于糾正或者補償因基因缺陷或者異常引起的疾病，從而達到治療的目的。然而，裸露的DNA一般以舒展的線型螺旋形式存在，體積松散，并且DNA分子本身為帶負電的陰離子，進入細胞時會與細胞膜外層的陰離子之間產生靜電排斥作用。這些不利因素都使得DNA分子在不借助其它技術手段的情況下，無法獨立穿過細胞膜，即使有少量的DNA能夠進入細胞膜，進入細胞后也很容易被核酸酶所降解。因此，基因載體的開發在基因治療的過程中起著至關重要的作用。

基因載體包括病毒載體和非病毒載體兩類。病毒載體是一種高效的轉染試劑，能夠高效地將外源的DNA或RNA轉入細胞，但是它存在一些明顯的缺陷，如免疫原性、致癌性，基因的大小容易受到病毒所容納的大小限制、不能大量生產、同時存在變異的可能性，安全性差。因此，病毒載體在應用中受到了極大的限制。與病毒載體相比，結構易于修飾的非病毒載體完全克服病毒載體的上述缺點。非病毒載體包括陽離子脂質體、陽離子聚合物、金屬納米粒子以及多肽等。其中高分子聚合物具有安全性高、免疫性低、結構易于修飾以及轉染效率高等特點，因此，近些年來高分子聚合物成為了具有良好應用前景的非病毒基因載體。

樹形高分子是一類人工合成的具有樹形撲拓結構的化合物，具有可控的分子量和尺寸，良好的單分散性，和表面易于多官能團修飾等特點。聚陽離子樹形高分子(PAMAM)可以與DNA結合后形成納米復合物，將DNA或 RNA轉運至細胞內，而且在運輸過程中還可以保護DNA或RNA免受核酸酶的降解。樹形高分子內部存在大量的三級胺起到“質子海綿”的作用，可促進核酸復合物內涵體逃逸，并進入細胞質高效的轉錄、翻譯以及表達等。但是，未經修飾的樹形高分子細胞毒性大，而且轉染效率低，極大的限制了樹形高分子的應用。為了增加生物相容性，提高轉染效率，各種各樣的功能分子被應用于樹枝狀分子的表面修飾，如氨基酸，疏水烷基鏈、多肽、環糊精、聚乙二醇(PEG)以及殼聚糖等。其中，有許多修飾后的樹枝狀分子已經成為了商業化的轉染試劑如PolyFect、SuperFect以及ProFect等。但是，目前的大部分樹形高分子的修飾過程比較復雜、修飾后細胞毒性較大，轉染效率并不理想，這些因素極大地限制了它們在基因治療中的應用。因此，通過簡單方法合成生物相容性好、轉染效率高的轉基因載體是解決這些問題的關鍵。此外，由于目前的大多數載體缺乏靶向基團，對細胞的選擇性比較差且轉染效率低。因此，開發低毒高效具有靶向基團修飾的非病毒基因載體具有重要意義。

發明內容

本發明提供了一種基于骨靶向肽和萘酰亞胺修飾的樹形高分子轉基因載體以及制備方法。萘酰亞胺類化合物合成簡單且具有良好的結構修飾多樣性，具有大π鍵共軛體系的化學結構特征，是新型功能染料的中間體。