本技术提供一类超支化聚(β‑氨基酯)、制备方法、复合物纳米粒子及应用。本发明采用全新的A2+B3迈克尔加成策略合成出一类高性能多反应位点的超支化聚(β‑氨基酯),其与DNA或mRNA形成复合物纳米粒子,在宫颈细胞(HeLa)、人胚肾细胞(293T)、非洲绿猴SV40转化的肾细胞(COS‑7)、肾细胞(Vero)、软骨细胞(SW1353)中能安全高效介导DNA或mRNA递送。相比于主流的商业化转染试剂,该类超支化聚合物单体来源广泛、合成简单、价格便宜、转染性能优异,在DNA或mRNA药物递送方面其具有显著的临床应用潜力。
背景技术
基因治疗是指使用特定的方法将具有特异性功能的DNA或RNA等基因物质递送进入靶向组织或细胞进行功能性蛋白调控,以达到疾病治疗的目的,已成为治疗各种遗传性疾病或后天获得性疾病最有前景的疗法之一。由于裸漏的DNA和RNA不易穿越同为负电性且疏水的细胞膜,且易被血液或细胞质中的核酸酶及限制性内切酶降解。因此,在基因治疗过程中需要借助于载体对DNA和RNA进行压缩和保护。缺乏安全而高效的基因递送载体严重限制基因治疗的临床转化。
目前,脂质体纳米粒子为基因递送最有潜力的载体之一,但由于价格昂贵、血清耐受性差、稳定性差、制备工艺繁杂及成分复杂,限制其临床化应用。而阳离子聚合物由于原料来源广泛、化学组成灵活多样、拓扑结构易于调节、基因负载效率高及耐受血清稳定性好等诸多优势,已受到广泛关注,主要包括聚乙烯亚胺(PEI)、聚甲基丙烯酸二甲胺基乙酯(PDMAEMA)等。虽然阳离子聚合物载体已展现出一定的应用潜力,但由于阳离子聚合物降解性能差,易引发细胞毒性,且单体种类往往比较单一。
聚(β-氨基酯)由于原料广泛易得、易于合成、化学组成和结构易于调控、可生物降解的特性,在成纤维细胞、角质形成细胞、癌细胞、干细胞、星型胶质细胞及原代细胞等各种组织细胞中表现出优异基因转染性能。目前,支化聚(β-氨基酯)主要采用A2+B’B’’(选用三官能度不对称单体)策略和A2+B3+C2策略。对于采用A2+B’B’’ 策略(选用三官能度不对称单体)(日本公开专利 JP 2013-237853A),为了减缓聚合的反应速度和抑制凝胶化,须严格选用三官能基团不对称单体且连接基团为环烷烃,这造成支化聚(β-氨基酯)合成可选择的单体非常有限,严重阻碍支化聚(β-氨基酯)的商业化应用。对于A2+B3+C2策略(中国公开专利 CN202411120468.4),为了减缓反应速度和抑制凝胶化,在反应体系中加入一定比例的二官能度对称单体降低三官能度单体的反应几率,同时也造成支化聚(β-氨基酯)分子链内部化学成分分布不均一。
同时,由于逐步聚合和支化策略往往造支化聚(β-氨基酯)其具有较宽的分子量分布,这明显限制其高效的功能性基因转染和在基因治疗临床转化方的应用。
实现思路