[发明专利]一种活性氧触发电荷湮灭型超电荷阳离子聚合物转染试剂及其制备和应用

说明书

本发明属于生物医药技术领域，具体涉及一种活性氧触发电荷湮灭型超电荷阳离子聚合物转染试剂及其制备和应用。该转染试剂由超电荷阳离子聚合物和转染试剂工作液组成，该超电荷阳离子聚合物为一种脂肪胺聚合物，由多胺基聚合物经活性氧响应基团修饰并季铵化得到。本发明制备的超电荷阳离子聚合物转染试剂，电荷密度高，可提供生物大分子药物的高量装载；在活性氧作用下，超电荷阳离子聚合物快速氧化水解，正电荷湮灭，快速释放压缩药物，转染效率高。所述转染试剂适用于核酸、多肽和蛋白类生物大分子及其衍生物的转染，装载量高、试剂用量小、毒性低、操作简便，且原料成本低、制备工艺简单。

技术领域

本发明属于生物医药技术领域，具体涉及一种活性氧触发电荷湮灭型超电荷阳离子聚合物转染试剂及其制备和应用。

背景技术

生物药物主要包括核酸、多肽、蛋白等，因其治疗作用具有高度的特异性和靶点多样性，近年来在恶性肿瘤、心脑血管疾病、神经退行性疾病等重大疾病的治疗中受到广泛关注，是21世纪最具前景的药物研发领域之一。虽然生物药物在疗效上占据诸多优势，但其固有的稳定性差、细胞摄取屏障等性质缺陷严重限制了其在临床的应用。因此，开发高效的生物分子包装和递送载体，实现生物分子的靶向递送是推动生物药物发展的关键。

目前，在生物药物递送载体中，阳离子脂质体的研究已较为成熟，并逐渐在临床上得到应用，如2018年上市的全球首款siRNA药物Onpattro即采用了阳离子脂质体作为递送系统。目前，以为代表的阳离子脂质体主导着转染试剂市场，其脂质原材，特别是修饰脂质获取工艺复杂，因而售价高昂，且脂质材料易变质，储存条件要求较高，在使用中带来诸多不便。阳离子聚合物是一种极具潜力的生物药物递送载体，其正电荷密度高，可与负电性生物分子紧密结合并压缩生物分子形成纳米微粒，有效保护生物药物结构完整性与生物活性；且该纳米微粒可通过电荷与细胞膜相互作用而被细胞摄取。此外，阳离子聚合物制备工艺简便、性质稳定，可有效降低转染试剂成本，并简化应用方法。然而，现有阳离子聚合物载体仍存在一定的缺陷：常用的阳离子聚合物如聚乙烯亚胺、聚赖氨酸、多烯多胺、壳聚糖等均富含氨基结构，其电荷密度受环境pH影响较大，且难以在胞内实现快速的生物药物释放；缺乏有效的降解机制，压缩生物药物后过剩的正电荷常诱发细胞毒性等。因此，现有技术中亟需开发一种高效、低毒、成本低廉、使用简便的生物分子转染试剂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有转染技术的不足，提供一种活性氧触发电荷湮灭型超电荷阳离子聚合物及其应用。

本发明的另一目的是提供一种活性氧触发电荷湮灭型超电荷阳离子聚合物转染试剂及其应用。

本发明的又一目的是提供该转染试剂的制备方法。

具体的，本发明采用以下技术方案：

一种超电荷阳离子聚合物，其特征在于所述的超电荷阳离子聚合物为脂肪胺聚合物，包括活性氧响应基团和季铵盐结构；所述活性氧响应性基团可在活性氧作用下氧化水解，选自芳香硼酸、芳香硼酸酯、草酸单芳香酯、草酸二芳香酯中的一种或几种；所述季铵盐结构具有超高密度正电荷。

所述的超电荷阳离子聚合物优选自以下任意一种结构的物质，其中R₁、R₂、R₃独立的选自氢、碳原子数不超过20的烷基或芳香烃基或者R₁、R₂通过化学键连接成环，n或x+y之和为50～1000间的整数，PAMAM的代数为2.0-7.0:

本发明所述的超电荷阳离子聚合物在制备生物分子装载和递送系统中的应用。

作为本发明的一种优选，所述的生物大分子药物选自核酸、多肽、蛋白类生物大分子及其衍生物。

一种转染试剂，包括本发明所述的超电荷阳离子聚合物和转染试剂工作液。