[发明专利]一种聚氨基酸衍生物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种聚氨基酸衍生物及其制备方法和应用，聚氨基酸衍生物具有式Ⅰ结构。本发明将具有式Ⅰ结构的聚氨基酸衍生物作为添加剂可显著增强阳离子基因载体如PEI25k、PAMAM‑G3、PEI1.8k、PLL的转染效率。该聚氨基酸衍生物与PEI25k共同使用时，对B16F10、293T、HeLa、MCF‑7等正常细胞与癌细胞介导荧光素酶质粒DNA的转染效率是单独使用PEI25k的10～100倍。该聚氨基酸衍生物制备简便，将其与现有的阳离子基因载体混合即可取得增强的转染效果，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于生物医用新材料领域，尤其涉及一种聚氨基酸衍生物及其制备方法和应用。

背景技术

基因治疗，是将特定的遗传物质导入细胞，从基因水平上有效治疗相关疾病的疗法。裸露的基因在体液中循环时，因易被核酸酶降解，难以在靶细胞附近聚集和内化，故无法实现基因治疗的目的。为了使基因能够克服种种障碍顺利到达目标位点，设计和构建安全和高效的基因载体显得至关重要。病毒类载体是人们最先关注到的基因载体，过去数十年中，全世界范围内共开展了2000多次有关基因治疗的临床试验。其中，约70％进入临床阶段的基因治疗均使用的是病毒类载体，如腺病毒、慢病毒、逆转录病毒等。尽管病毒载体能够高效地实现基因治疗，但是由于病毒载体存在潜在的致癌性、致免疫性、基因负载率不高、制备繁琐等缺点，仍具有重重使用限制。考虑到病毒载体的弊端，越来越多的研究人员致力于开发非病毒类基因载体。

目前，已报道的非病毒载体可分为聚合物类、脂质体类、无机纳米粒子类。其中，阳离子聚合物能够有效压缩和保护基因，又易于利用化学手段进行结构调整和功能化修饰，是备受关注的一类基因载体。迄今为止，研究和应用最广泛的阳离子聚合物基因载体包括聚赖氨酸、聚酰胺-胺型树枝状聚合物、聚乙烯亚胺、DEAE-葡聚糖等。但与病毒类载体相比，阳离子聚合物基因载体的转染效率仍不能令人满意。单一的多重功能化的适用于转染的阳离子聚合物难以制备，往往需要复杂的侧链修饰和大量筛选。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚氨基酸衍生物及其制备方法和应用，该聚氨基酸衍生物具有较高的转染效率。

本发明提供了一种聚氨基酸衍生物，具有式I结构：

其中，1≤n≤20。

本发明将具有式I结构的聚氨基酸衍生物作为添加剂可显著增强阳离子基因载体如PEI25k、PAMAM-G3、PEI1.8k、PLL的转染效率。该聚氨基酸衍生物与PEI25k共同使用时，对B16F10、293T、HeLa、MCF-7等正常细胞与癌细胞介导荧光素酶质粒DNA的转染效率是单独使用PEI25k的10～100倍。该聚氨基酸衍生物制备简便，将其与现有的阳离子基因载体混合即可取得增强的转染效果，具有广泛的应用前景。

本发明提供了一种上述技术方案所述聚氨基酸衍生物的制备方法，包括以下步骤：

在无氧条件下，将2-(Boc-氨基)乙硫醇、聚(γ-烯丙基-L-谷氨酸酯)和2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮混合，通入氮气，加入N,N-二甲基甲酰胺，365nm紫外光照射10～60min，室温下反应至少12h，得到的反应液透析，向透析产物中加入三氟乙酸，室温下反应2～6h，再次透析，得到具有式I结构的聚氨基酸衍生物。

该聚氨基酸衍生物制备简便，将其与现有的阳离子基因载体混合即可取得增强的转染效果，具有广泛的应用前景。

在本发明中，所述2-(Boc-氨基)乙硫醇和聚(γ-烯丙基-L-谷氨酸酯)重复单元的摩尔比为1～5:1；所述聚(γ-烯丙基-L-谷氨酸酯)所述聚(γ-烯丙基-L-谷氨酸酯)重复单元和2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮的摩尔比为10～20:1和2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮的摩尔比为10～20:1。