[发明专利]骨靶向肽与萘酰亚胺修饰的树形高分子转基因载体、其制备方法及应用

说明书

本发明提供一种骨靶向肽与萘酰亚胺修饰的树形高分子转基因载体，其包括树形高分子骨架、骨靶向肽基团以及含萘酰亚胺功能基团，所述骨靶向肽基团和萘酰亚胺功能基团以共价键连接在树形高分子表面；所述树形高分子为聚酰胺‑胺树形高分子。本发明还提供所述基因转染载体的制备方法及树形高分子转基因载体作为核酸分子输送载体中的应用。本发明采用全新的修饰方法和功能基团修饰树形高分子，反应简单高效，产率高，在细胞转染过程中达到高效转染效果，而且具有较好的骨靶向性能。材料生产简易且成本低，转染过程细胞毒性较低，能有效且安全地将基因分子输送到细胞中，本发明的树形高分子转基因载体具有高效、低毒、价格低廉、合成简易的优点。

技术领域

本发明属于高分子化学及生物材料技术领域，具体涉及一种骨靶向肽与萘酰亚胺修饰的树形高分子转基因载体、其制备方法及应用。

背景技术

基因治疗作为一种新型的治疗手段，已经在癌症、艾滋病、骨质疏松症等重大疾病的治疗中显示出巨大的应用潜力。但由于缺乏安全高效的靶向性基因载体，骨质疏松症等骨骼疾病的基因治疗还未见突破性进展。

基因治疗是指借助基因载体将外源正常的基因导入靶细胞，用于纠正或者补偿因基因缺陷或者异常引起的疾病，从而达到治疗的目的。然而，裸露的DNA一般以舒展的线型螺旋形式存在，体积松散，并且DNA分子本身为带负电的阴离子，进入细胞时会与细胞膜外层的阴离子之间产生静电排斥作用。这些不利因素都使得DNA分子在不借助其它技术手段的情况下，无法独立穿过细胞膜，即使有少量的DNA能够进入细胞膜，进入细胞后也很容易被核酸酶所降解。因此，基因载体的开发在基因治疗的过程中起着至关重要的作用。

基因载体包括病毒载体和非病毒载体两类。病毒载体是一种高效的转染试剂，能够高效地将外源的DNA或RNA转入细胞，但是它存在一些明显的缺陷，如免疫原性、致癌性，基因的大小容易受到病毒所容纳的大小限制、不能大量生产、同时存在变异的可能性，安全性差。因此，病毒载体在应用中受到了极大的限制。与病毒载体相比，结构易于修饰的非病毒载体完全克服病毒载体的上述缺点。非病毒载体包括阳离子脂质体、阳离子聚合物、金属纳米粒子以及多肽等。其中高分子聚合物具有安全性高、免疫性低、结构易于修饰以及转染效率高等特点，因此，近些年来高分子聚合物成为了具有良好应用前景的非病毒基因载体。

树形高分子是一类人工合成的具有树形扑拓结构的化合物，具有可控的分子量和尺寸，良好的单分散性，和表面易于多官能团修饰等特点。聚阳离子树形高分子(PAMAM)可以与DNA结合后形成纳米复合物，将DNA或 RNA转运至细胞内，而且在运输过程中还可以保护DNA或RNA免受核酸酶的降解。树形高分子内部存在大量的三级胺起到“质子海绵”的作用，可促进核酸复合物内涵体逃逸，并进入细胞质高效的转录、翻译以及表达等。但是，未经修饰的树形高分子细胞毒性大，而且转染效率低，极大的限制了树形高分子的应用。为了增加生物相容性，提高转染效率，各种各样的功能分子被应用于树枝状分子的表面修饰，如氨基酸，疏水烷基链、多肽、环糊精、聚乙二醇(PEG)以及壳聚糖等。其中，有许多修饰后的树枝状分子已经成为了商业化的转染试剂如PolyFect、SuperFect以及ProFect等。但是，目前的大部分树形高分子的修饰过程比较复杂、修饰后细胞毒性较大，转染效率并不理想，这些因素极大地限制了它们在基因治疗中的应用。因此，通过简单方法合成生物相容性好、转染效率高的转基因载体是解决这些问题的关键。此外，由于目前的大多数载体缺乏靶向基团，对细胞的选择性比较差且转染效率低。因此，开发低毒高效具有靶向基团修饰的非病毒基因载体具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种基于骨靶向肽和萘酰亚胺修饰的树形高分子转基因载体以及制备方法。萘酰亚胺类化合物合成简单且具有良好的结构修饰多样性，具有大π键共轭体系的化学结构特征，是新型功能染料的中间体。