[發明專利]一種共軛樹枝狀分子納米核酸載體及其應用

在審

• 申請號: 202110359286.2
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113440621A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 李衛平;陳仲;宋斌;鄧興豪;張正政;江川;周云烽;張昊智;李雨恒;劉成嘯;于萌蕾;劉洋;薛春宇;郭培棟;羅文強
• 申請（專利權）人: 中山大學孫逸仙紀念醫院
• 主分類號: A61K48/00
• 分類號: A61K48/00;A61K47/34;A61K31/7105
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

本發明屬于生物醫藥領域，具體涉及一種共軛樹枝狀分子納米核酸載體及其應用，本發明以低分子量的PLGA經NHS/EDC催化的酰胺反應修飾G3PAMAM分子的胺基，合成共軛陽離子納米核酸載體，實現在增加本發明核酸載體的轉染率和載藥量的同時降低PAMAM細胞毒性，同時保證了核酸載體降解產物無毒性，最大程度增加本發明核酸載體的安全使用范圍。

技術領域

本發明屬于生物醫藥領域，具體屬于核酸藥物領域，更具體涉及一種共軛樹枝狀分子納米核酸載體及其應用。

背景技術

隨著科學研究手段的發展，人們對疾病發生發展機制的認識已經達到了基因的層面，基因治療作為一種新的疾病治療手段，成為了近年的研究熱點。而由于核酸在各種體內外環境中相對脆弱，能夠攜帶核酸進入人體血液系統從而進入細胞的載體成為了這一領域研究中的基本工具。核酸藥物的遞送載體主要包括病毒載體和非病毒載體。病毒自帶感染細胞的能力，可攜帶遺傳物質進入細胞，其具有轉染效率高、作用迅速、起效快的特點，但病毒載體制備困難，生產成本高，裝載DNA大小受限，又存在細胞毒性、免疫原性和致癌性等安全性問題，限制了其在臨床上的廣泛應用。非病毒載體則因其更安全，且靈活性高，合成簡便，而受到人們的關注，例如脂質體、納米粒、膠束等，它們帶有陽離子組分可以對核酸形成包裹和保護，所以常稱之為陽離子納米載體。其中，聚酰胺-胺樹狀大分子(PAMAM)是研究最為深入和成熟的陽離子納米載體之一。

PAMAM以胺為核心，通過與丙烯酸甲酯的Michael加成和與乙二胺的酰胺化交替反應合成，因其結構為從核心呈樹枝狀延伸形成的球形分子而得名樹狀大分子。PAMAM樹狀大分子表面大量的胺基基團可以通過靜電相互作用結合核酸并形成穩定納米粒，從而有效保護核酸避免其被核酶降解。然后，核酸/PAMAM分子復合物納米粒經內吞途徑被細胞攝取，被內化的納米粒主要聚集在酸性細胞器中，如內涵體和溶酶體。樹形分子結構中存在大量叔胺基團，使其具備很強的pH緩沖能力，可通過“質子海綿”效應實現內涵體逃逸，從而促進核酸的釋放以發揮外源性核酸在細胞內的生物效應。隨著PAMAM分子合成時反應次數(即合成代數，G)的增加，PAMAM分子末端胺基數量也隨之指數增加，高代PAMAM分子攜帶更多的表面正電荷，具有更高的轉染效率，同時過多的正電荷會增加納米復合物的細胞毒性，表面的正電荷胺基也會使其在血液系統中快速被腎臟清除，這些問題成為了PAMAM應用中的主要瓶頸。因此研究者們通過多種方法對其表面的氨基進行修飾和改性，使其在保持核酸遞送活性的同時降低細胞毒性。

其中，聚乙二醇(PEG)共軛是降低PAMAM細胞毒性的最廣泛應用的方法。PEG分子具有水溶性、非免疫原性和非抗原性。聚乙二醇主要優勢于利用其親水性基團增加非水溶性藥物的水溶性，而在核酸藥物的運載中并不需要這一條件，可見針對PAMAM核酸載體的表面修飾方法仍有探索的空間。

綜上，綜合考量核酸轉染效率和細胞毒性這兩方面，更安全可靠的PAMAM共軛載體是擴大PAMAM適用面乃至推動基因治療科學進一步發展所需解決的關鍵問題。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明旨在提供一種具有較高載藥量、同時具有低毒性的共軛樹枝狀分子納米核酸載體，提供該核酸載體的制備方法、在核酸藥物制備中的應用為本發明另一個目的。

基于上述目的，本發明采用的技術方案如下：

第一方面，本發明提供了一種共軛樹枝狀分子納米核酸載體，該核酸載體由G3PAMAM分子上接枝PLGA制得。

聚乳酸-聚羥基乙酸共聚物(poly lactic-co-glycolic acid，PLGA)由乳酸和乙醇酸聚合構成，在體內可最終降解為二氧化碳和水，具有無毒安全、生物相容性好及降解性能可控等優點。