[发明专利]可还原降解的梳型高分子基因载体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可还原降解的梳型高分子基因载体及其制备方法，属于基因治疗领域。

背景技术

人类基因组工程草案的完成，使人们更好的理解基因和疾病的关系。截止到2008年，已经有1400多临床病例，利用基因来纠正遗传缺损或治疗后天性疾病(http://www.wiley.co.uk/genmed/clinical/)。遗传学领域已经确定了很多具有治疗和预防疾病潜力的基因，但基因运送体系的进展却有限，是目前基因治疗的瓶颈。运送基因的载体主要包括病毒载体和非病毒载体。因为转染效率高，病毒载体被首先应用于基因治疗的临床研究；然而，由于存在安全隐患和复杂昂贵的制备过程，限制了其应用和推广。因此，研究开发高效安全的非病毒基因载体具有非常重要的意义。

阳离子高分子聚合物是目前研究较多的非病毒基因载体，包括聚赖氨酸(polylysine，PLL)，聚乙烯亚胺(polyethylenimine，PEI)，壳聚糖及其衍生物，聚酰胺-胺(polyamidoamine，PAMAM)树形高分子和聚甲基丙烯酸酯阳离子衍生物等。但传统的高分子基因载体由于相对低的转染效率和高的毒性而不能用于临床，例如不可降解的阳离子高分子在细胞内累积会导致很高的毒性等。高分子基因载体转染效率和毒性一般随分子量的增加而提高。例如，以PEI为载体的DNA复合物在0.6-70kDa内随着分子量的增大其转染效率增大[Godbey W.T.，et al.，J.Biomed.Mater.Res.1999，45，268]，PEI的细胞毒性也随着分子量的增大而提高。有研究报道分子量低于1.8kDa的PEI几乎没有转染效果，比较适宜作基因载体的PEI分子量范围大致为11.9-70kDa[Godbey W.T.；Wu K.K.；Mikos A.G.Size matters：molecular weight affects the efficiency of poly(ethylenimine)as a genedelivery vehicle.J.Biomed.Mater.Res.1999，45，268]，最常用的分子量是25kDa，因此，在大多数研究中都是选用25KDa的支化PEI作为参照标准。

为了解决聚合物分子量对载体转染效率和毒性的矛盾影响，Lee课题组首先报道了引入可还原降解的双硫键，与活泼氨基反应交联分子量为0.8kDa的PEI制得高分子量的PEI衍生物[MA.Gosselin，W-J.Guo，R.J.Lee，Efficient genetransfer using reversibly cross-linked low molecular weight polyethylenimine，Bioconjugate Chem.12(2001)989-994]，该PEI衍生物具有较高转染效率和很低的毒性。类似的研究在我们的前一篇发明专利[中国专利申请公布号：CN101812178A]中已论述，这类PEI衍生物的主要缺点是交联度不易控制，得到的聚合物溶解性不好，含有的微凝胶必须用柱子除去，工艺复杂，产率低[R.Deng，Y.N Yue，F.Jin，Y.C.Chen，HF Kung，M.C.M.Lin，C.Wu，Revisit the complexation of PEI andDNA-How to make low cytotoxic and highly efficient PEI gene transfectionnon-viral vectors with a controllable chain length and structure？J.Control.Release140(2009)40-46.]。

本发明将含可反应端基的低分子量聚阳离子通过侧基反应制备含双硫键的梳型高分子量阳离子聚合物，该类制备方法简单，不会产生交联。制得的聚合物可在还原环境中快速降解成较低分子量的聚合物，同时具有较高基因转染效率和较低细胞毒性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有较高基因转染效率和较低细胞毒性、同时不会交联的梳型高分子基因载体及其制备方法。

本发明所提供的高分子基因载体是一种含双硫键改性的梳形阳离子聚合物，结构如下式所示：

式中CP为低分子量阳离子聚合物，分子量在600-30000之间，F1和F2为可以互相反应的基团，并且F1或者F2含有双硫键，M为聚合物的主链单元结构，n＝10-500；m＜n，m＝0-400，l＝0-800；l、m、n为整数。