[发明专利]基于δ-戊内酯的聚合物及其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种基于δ‑戊内酯的聚合物，其结构由红外、核磁和凝胶渗透色谱表征。本发明还公开了基于δ‑戊内酯的聚合物的制备方法及应用，通过Click反应，开环聚合反应制备，反应简单方便、产率高。本发明的基于δ‑戊内酯的聚合物在一定条件下可降解，与核酸作用形成易于细胞摄取的纳米颗粒；绿色荧光蛋白(GFP)和荧光素酶(Luciferase)表达实验证明了这类聚合物可以作为可降解的非病毒基因载体，且具有较高的转染效率；聚合物和转基因载体的制备方法简单、成熟、易于掌控。

技术领域

本发明属于基因载体技术领域，具体涉及一种可作为非病毒基因载体的基于δ-戊内酯的聚合物及其制备方法与应用。

背景技术

基因治疗是将外源正常基因导入病体细胞以替换或修补缺陷的基因，从而达到治疗相应疾病的目的。在细胞膜上有很多带有负电荷的糖蛋白和糖脂化合物，核酸的骨架结构中的磷酸基团也带有负电荷，并且核酸本身具有较大的体积，因此裸露的核酸难以被细胞吞噬。为了解决裸露核酸难以被细胞摄取的难题，科研工作者们发展了基因载体。基因载体可以有效的将细胞外的核酸带入细胞内，并可以一定程度上保护核酸在细胞核不被核酸酶水解。另外，基因载体在运输核酸进入细胞后，也可以将核酸释放，而被释放的核酸又可以进入细胞核进行相应的蛋白表达，最终达到基因治疗的目的。

基因载体一般可分为两类，一类是病毒型载体，一类是非病毒载体。通常，病毒型载体的转染效率很高，并且可进行迅速表达，因而病毒型载体在临床试验中被广泛使用。但是，病毒型载体也有其固有的缺陷，如：潜在的免疫原性和致瘤性；携带的核酸尺寸有限(通常为2-3kb)；制备和存储困难复杂等。而非病毒型载体不仅仅可以完全避免上述缺陷，且其本身还有很多其他优点，如结构可调、可大规模生产和具有靶标性。这些特性更利于非病毒载体在基因治疗中的应用。但是非病毒基因载体也有一些问题需要解决，就是转染效率相对病毒基因载体低、毒性相对较大。因此，发展高效低毒的非病毒基因载体是非常重要的。

目前，非病毒类载体有很多种，包括阳离子化合物，阳离子脂质体，阳离子聚合物，功能纳米粒子，无机配合物以及量子点等。在阳离子聚合物中，聚酯类由于其酯键可水解，容易被降解，所以应用到临床的可能性更大。所以，基于聚酯的非病毒基因载体的设计与合成对可降解的非病毒基因载体具有重要意义。

发明内容

作为各种广泛且细致的研究和实验的结果，本发明的发明人已经发现，α,β-不饱和δ-戊内酯上连接不同的侧链，按照不同比例开环聚合得到不同聚合物，它们可以有效凝聚DNA，并与DNA形成纳米颗粒通过内吞作用进入细胞中，利于跨膜，采用该聚合物形成的基因载体具有较高的转染效率，具有较低的细胞毒性。基于这种发现，完成了本发明。

本发明的一个目的是解决至少上述问题或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种制备基于δ-戊内酯的聚合物的方法，在α,β-不饱和δ-戊内酯的基础上，连接不同的侧链，按照不同比例开环聚合得到不同聚合物，制备方法简单方便，产率高；制得的聚合物可以有效凝聚DNA形成纳米颗粒，利于细胞摄取。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于δ-戊内酯的聚合物，所述基于δ-戊内酯的聚合物具有下面显示的[化学式1]中的结构：

[化学式1]

其中，R₂是选自含硫的直链烷基中的任意一种，n大于或等于1，m大或等于0。

优选的是，其中，R₂是选自含有硫的C₄、C₈、C₁₂和C₁₆直链烷基中的一种。

优选的是，其中，R₂为和中的一种。

优选的是，其中，所述聚合物为嵌段共聚物，无规共聚物和均聚物中的一种。