[发明专利]基于POSS的星型多重靶向功能性基因载体及应用

说明书

本发明公开了基于POSS的星型多重靶向功能性基因载体及应用，所述载体用下述方法制成：八氨基POSS与2‑溴异丁酰溴反应生成大分子引发剂POSS‑(Br)n，经过两步原子转移聚合反应，将亲水性的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯与聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯接枝在POSS上，在聚合物末端引入双键，最后，将靶向功能性多肽修饰到该聚合物，得到基于POSS的星型多重靶向功能性基因载体，用该载体可以制备基因递送系统，本发明的基因载体为星型结构可以使得正电荷更加集中，从而增强聚合物负载基因的能力；更容易形成稳定的、粒径更小的胶束，从而更利于细胞的摄取。以PDMAEMA链段作为负载压缩基因的主要链段，可增强内涵体逃逸能力。

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，涉及一种基于POSS的星型多重靶向功能性基因载体及应用。

背景技术

近年来，由于基因治疗在多发性疾病如恶性肿瘤、心血管疾病等所潜在的应用而吸引了人们越来越多的关注。这种技术需要将外源正常基因和治疗基因导入靶细胞，以弥补由基因缺陷引起的疾病，从而治疗疾病。然而，裸DNA并不能穿过细胞膜，而且复杂的体内环境，使得基因传递效率很低，因此，人们一直在探索研究安全高效的基因递送系统。

星型阳离子聚合物作为非病毒性基因载体，它的分子结构紧密，而且末端可以带有多个官能团，表现出可观的转染效率。例如多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)、环糊精、葡萄糖等，经常用作具有生物相容性的核心，制备出星形阳离子聚合物，它们显示出优异的基因递送能力。但是，由于星形阳离子聚合物特殊结构，导致其电荷密度较高，所以其细胞毒性也较高，限制了它们的应用。

基因递送过程还需要克服多重障碍，如特异性识别并有效地递送基因进入靶细胞、基因复合物必须能够快速内涵体逃逸，基因需要高效的进入细胞核，只有这样才能实现高转染率。文献报道将细胞靶向功能性肽连接到聚合物上提高基因递送系统的特异性，但是它们缺乏核定位能力，从而影响到它的递送效果。因此，有必要探索和发展一种有效的基因递送系统，能够同时实现高效压缩负载基因、靶向目的细胞、内涵体的逃逸以及高效的进入细胞核并表达。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种具有很好的生物相容性、高效低毒、对内皮细胞多重靶向性的基于POSS的星型多重靶向功能性基因载体。

本发明的第二个目的是提供一种基于POSS的星型多重靶向功能性基因载体的制备方法。

本发明的第三个目的是提供一种基于POSS的星型多重靶向功能性基因载体在制备基因递送药物中的应用。

本发明的技术方案概述如下：

基于POSS的星型多重靶向功能性基因载体的制备方法，包括如下步骤：

(1)将八氨基POSS溶解于高纯水中，第一次加入NaOH水溶液，得到溶液一，所述八氨基POSS与第一次加入的NaOH水溶液中NaOH的摩尔比为1:(4-9)；将2-溴异丁酰溴溶解于二氯甲烷或三氯甲烷中，得到2-溴异丁酰溴溶液；向溶液一中加入2-溴异丁酰溴溶液的同时，第二次加入NaOH水溶液，在0-5℃，在搅拌下反应10-18小时，得到大分子引发剂POSS-(Br)n，n为4-8的粗品，精制，得到大分子引发剂POSS-(Br)n，n为4-8；所述八氨基POSS、2-溴异丁酰溴和第二次加入NaOH水溶液的NaOH的摩尔比为1:(8-24):(8-48)；

所述八氨基POSS为八氨基笼状聚倍半硅氧烷的简称；

(2)将步骤(1)获得的产物和DMAEMA加入聚合管并溶解在甲醇中，再加入配体HMTETA，密封后在液氮冷却下，将聚合管抽真空通氮气的操作重复3-5次，然后在氮气氛围下加入CuBr，在50-70℃下反应16-28小时；将反应产物过中性氧化铝柱，然后旋转蒸发得到浓缩液：将浓缩液在正己烷中反复沉淀2-3次，再用真空干燥箱在20-37℃下干燥至恒重；