一种聚阳离子核酸载体及其制备方法

本发明涉及生物医用材料领域，特别涉及一种聚阳离子核酸载体及其制备方法。

背景技术：

1、癌症作为一种恶性顽疾，日益威胁着人们的生命健康。传统的放疗、化疗、外科手术等治疗方式不能根治肿瘤，且往往存在复发和转移的可能。基因治疗有望从根本上治愈癌症，其是将治疗基因导入靶细胞，以修正因基因缺陷或异常而引起的疾病，从而达到疾病治疗目的的技术。然而基因治疗需要高效的核酸载体。

2、在核酸载体中，聚阳离子型核酸载体因其独特的性能受到人们的广泛关注。其中，分子量25000dalton的聚乙烯亚胺(简写为pei25k)被称为聚阳离子核酸载体的“金标准”。pei25k尽管具有较高的转染效率，但其致命的细胞毒性阻碍了其在临床上的应用。[参见ding s.g.,yu l.,wang l.h.,wang l.d.,yu z.q.,you,y.z.j.mater.chem.b,2016,4,6462-6467；kim j.,park j.,kim h.,singha k.,kim w.j.biomaterials,2013,34,7168-7180.]。开发高效安全的高转染性能、低细胞毒性的聚阳离子核酸载体已成为迫切需要解决的难题。例如一些现有技术[参见wang l.h.,wu d.c.,xu h.j.,you y.z.angew.chem.,int.ed.,2016,55,755-759；xia j.l.,tian h.y.,chen l.,lin l.,guo z.p.,chen j.,chen,x.s.biomacromolecules,2011,12,1024-1031；zheng m.,zhong z.,zhou l.,mengf.,peng r.,zhong z.biomacromolecules,2012,13,881-888.]提供了一些方法。尽管这些方法在一定程度上能够提高载体的转染效率，降低细胞毒性，但其制备工艺复杂，且转染性能仍需进一步提高。因此迫切需要开发一种制备简单、高效安全的聚阳离子核酸载体。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种聚阳离子核酸载体及其制备方法和应用。本发明提供的聚阳离子核酸载体具有高效的转染性能、良好的生物相容性，且制备过程简单。

2、本发明提供了一种聚阳离子核酸载体，包括：线性聚乙烯亚胺和接枝在所述线性聚乙烯亚胺上的对羧基苯硼酸基团；

3、其结构如下式(1)所示：

4、

5、其中，

6、300≤n≤500000，x/n的摩尔比为1∶(1～10000)。

7、本发明还提供了一种上述技术方案中所述的聚阳离子核酸载体的制备方法，包括以下步骤：

8、a)将c8h17n3盐酸盐、1-羟基苯并三唑和对羧基苯硼酸溶液混合活化，得到活化液；

9、b)将线性聚乙烯亚胺的水溶液与所述活化液混合反应，形成聚阳离子核酸载体。

10、优选的，步骤a)中，所述对羧基苯硼酸溶液为对羧基苯硼酸溶于有机溶剂所得的溶液。

11、优选的，所述有机溶剂为dmf。

12、优选的，步骤a)中，所述对羧基苯硼酸溶液的浓度为0.01～1mg/ml；

13、步骤b)中，所述线性聚乙烯亚胺的水溶液的浓度为0.01～1mg/ml。

14、优选的，步骤a)中，所述c8h17n3盐酸盐、1-羟基苯并三唑和对羧基苯硼酸溶液中的对羧基苯硼酸的摩尔比为(1～5)∶(1～5)∶1；

15、所述线性聚乙烯亚胺的水溶液中的线性聚乙烯亚胺与对羧基苯硼酸溶液中的对羧基苯硼酸的摩尔比为1∶(1～10000)。

16、优选的，步骤a)中，所述活化的温度为20～35℃，时间为0.5～3h；

17、步骤b)中，所述反应的温度为20～35℃，时间为60～96h。

18、优选的，步骤b)具体包括：

19、b1)将线性聚乙烯亚胺的水溶液与所述活化液混合反应，得到反应液；

20、b2)对所述反应液进行透析和冻干，得到聚阳离子核酸载体。

21、优选的，步骤b2)中，透析的截留分子量为500～3500dalton；透析的时间为60～96h；

22、所述冻干的温度为-80～-50℃。

23、本发明还提供了一种上述技术方案中所述的聚阳离子核酸载体在制备担载核酸的载体中的应用；所述核酸包括dna或rna。

24、本发明提供的聚阳离子核酸载体，在线性聚乙烯亚胺(lpei)上引入对羧基苯硼酸(pba)，能够高效压缩核酸物质形成复合物颗粒且有效降低了载体/核酸复合物的电荷密度，降低了其细胞毒性，而且，所制备的lpei-pba具有高转染效率。另外，本发明制备过程简单、可重复性强，对于构建高效的聚阳离子核酸载体以及运用基因治疗介导肿瘤治疗发挥重要作用。

技术特征：

1.一种聚阳离子核酸载体，其特征在于，包括：线性聚乙烯亚胺和接枝在所述线性聚乙烯亚胺上的对羧基苯硼酸基团；

2.一种权利要求1所述的聚阳离子核酸载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中，所述对羧基苯硼酸溶液为对羧基苯硼酸溶于有机溶剂所得的溶液。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为dmf。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中，所述对羧基苯硼酸溶液的浓度为0.01～1mg/ml；

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中，所述c8h17n3盐酸盐、1-羟基苯并三唑和对羧基苯硼酸溶液中的对羧基苯硼酸的摩尔比为(1～5)∶(1～5)∶1；

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中，所述活化的温度为20～35℃，时间为0.5～3h；

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤b)具体包括：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤b2)中，透析的截留分子量为500～3500dalton；透析的时间为60～96h；

10.一种权利要求1所述的聚阳离子核酸载体在制备担载核酸的载体中的应用；所述核酸包括dna或rna。

技术总结
本发明提供了一种聚阳离子核酸载体及其制备方法。本发明提供的聚阳离子核酸载体，包括：线性聚乙烯亚胺和接枝在所述线性聚乙烯亚胺上的对羧基苯硼酸基团；结构如式(1)所示。本发明在线性聚乙烯亚胺(LPEI)上引入对羧基苯硼酸(PBA)，能够高效压缩核酸物质形成复合物颗粒且有效降低了载体/核酸复合物的电荷密度，降低了其细胞毒性，而且，所制备的LPEI‑PBA具有高转染效率。另外，本发明制备过程简单、可重复性强，对于构建高效的聚阳离子核酸载体以及运用基因治疗介导肿瘤治疗发挥重要作用。

技术研发人员：田华雨,方华攀
受保护的技术使用者：厦门大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15