[发明专利]阳离子聚合物纳米材料基因载体及制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种新型阳离子聚合物纳米材料基因载体及制备方法和应用。本发明的载体为共聚物，包括聚乙二醇核芯以及与所述聚乙二醇核芯共价连接的(a)聚赖氨酸嵌段、(b)聚赖氨酸嵌段和聚组氨酸嵌段；或(c)由赖氨酸单体、组氨酸单体和任选的氨基酸单体聚合形成的无规或交替聚合物区段。本发明还公开了共聚物与核酸形成的复合物，用于制备治疗肿瘤的药物。本发明的基因递送载体，不仅可以有效递送DNA，还可有效递送RNA。

技术领域

本发明涉及基因治疗领域，具体涉及一种可高效转染干细胞的新型阳离子聚合物纳 米材料基因载体及其构建和应用。

背景技术

随着现代医学与分子生物学的快速发展，基因治疗作为一种新型治疗癌症的手段逐 渐走向成熟。基因治疗一般包括三个部分：具有功能性的基因(治疗基因)、携带治疗基因 的载体(基因递送系统)和治疗基因的作用位点(靶细胞)。

目前，基因递送系统主要分为病毒载体和非病毒载体两大类。常见的病毒载体主要 有：慢病毒、逆转录病毒、单纯疱疹病毒、腺病毒和腺相关病毒。非病毒基因载体主要包括：脂质体、聚合物和脂质体-聚合物三大类。与病毒基因载体相比，非病毒载体具有明 显的优势，基因负载量不受限制(从20bp到100kbp的核苷酸或者质粒都可以有效地负 载)，生物安全性好，没有潜在的传染性，免疫原性低，合成方法简单，可以大量制备、 成本低廉。

在聚合物基因载体中，以阳离子聚合物应用最为广泛，因其结构的正电荷能与带负 电荷的基因静电作用而形成稳定复合物，表面正电荷可与细胞膜表面的负电荷发生静电吸 附而促进细胞内吞。

阳离子聚合物不仅能携带基因，还能同时携带治疗药物(阿霉素，顺铂，喜树碱等)， 因此，在癌症治疗中，其应用前景显得尤为突出，它是未来非病毒载体多功能化发展的方 向。

pDNA和siRNA是非病毒基因载体系统中常用的两种，其递送载体的设计重点并不完全一致。表现为：pDNA更需要递送载体的致密包裹性能；siRNA则需要大容量的负荷 性能和较高的复合体稳定性。而现在大部分已构建的阳离子聚合物基因载体不能同时有效 递送pDNA和siRNA。

因此本领域尚需研发新型的阳离子聚合物基因载体，能够有效递送pDNA和siRNA，扩大应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的阳离子聚合物基因载体。

本发明的第一方面，提供一种共聚物，所述共聚物包括聚乙二醇核芯以及与所述聚乙二醇核芯共价连接的(a)聚赖氨酸嵌段、(b)聚赖氨酸嵌段和聚组氨酸嵌段；或(c)由赖氨酸单体、组氨酸单体和任选的氨基酸单体聚合形成的无规或交替聚合物区段。

在另一优选例中，所述共聚物的通式为式I：

C-(Z)_x (I)

其中，C为聚乙二醇核芯；

Z为A-B或W，其中A为聚赖氨酸嵌段；B为聚组氨酸嵌段；

或者W为由赖氨酸单体、组氨酸单体和任选的氨基酸单体聚合形成的无规或交替聚合物区段；

x为≥1的正整数。

在另一优选例中，所述共聚物具有以下一个或多个特征：

(1)所述聚乙二醇核芯的分子量为1000-5000g/mol。

(2)所述聚赖氨酸嵌段的重复单元数为40-150，较佳地为45-120。

(3)所述聚组氨酸嵌段的重复单元数为0-50，较佳地为10-30。

(4)所述共聚物的粒径为50-100纳米。

(5)所述共聚物的平均水合粒径为190-210纳米。对应的电位在5-20mV。