增加跨生物膜转运的组合物和方法技术

＊＊＊ 本发明专利技术公开了使药物和大分子跨越生物膜转运的方法和组合物。在一个实施方案中，本发明专利技术包括增强选定化合物跨越生物膜转运的方法，其中使生物膜与含有共价连接于转运聚合物的生物活性剂接触。在一个实施方案里，聚合物由６－２５个亚单位构成，它们的至少５０％含胍基或脒基侧链部分。该聚合物能有效地促进所连接的活性剂以大于非偶联形式活性剂的跨膜转运速率通过生物膜作跨膜转运。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能有效地增加生物活性剂，如有机化合物、多肽、低聚肽、核酸和金属离子跨生物膜转运的方法和组合物。参考文献Barsoum等，PCT公开号94/04686(1994)。Bonifaci，N.等，艾滋病(Aids)9995-1000。Brugidou，J.等，生物化学和生物物理研究通讯(Biochem.Biophys.Res.Comm.)214(2)685-93(1995)。Derossi，D.等，生物化学杂志(J.Biol.Chem.)26910444-50(1996)。Egholm，M.O.等，自然(Nature)365566-568(1993)。Eberle和Nuninger，有机化学杂志(J.Org.Chem.)572689(1992)。Fawell，S.等，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91664-668(1994)。Fletcher，M.D.，等，Chem.Rev.98763(1998)。Frankel等，PCT公开号WO91/09958(1991)。Gennaro，A.R.，编辑，REMINGTON’S药物科学，第18版，Mack出版公司，(美国宾夕法尼亚)(1990)。Giannis A.等，Advances Drug Res.291(1997)。Kessler，H.，Angew.Chem.Int.Ed.Engl.32543(1993)。Lam，K.S.等，Chem.Rev.97411(1997)。Langston，S.，DDT 2255(1997)。Rivas，A.等，J.Immunol.1544423-33(1995)。Ruegg，C.等，J.Immunol.1544434-43(1995)。Ryser，H.J.P.，PCT公开号WO79/00515(1979)。Simon等，Proc.Natl.Acad.Sci.899367(1992)。Suffness，M.编辑，TaxolScience and Applications，CRC Press，美国纽约，pp237-239(1995)。Shaheen等，病毒学杂志(J.Virology)703392(1996)。Tavladoraki等，自然(Nature)366469(1993)。Thompson，L.A.和Ellman，J.A.Chem.Rev.96555(1996)。Wong，S.S.编辑，Chemistry of Protein Conjugation and Cross-Linking，CRCPress，Inc.，美国弗罗里达(1991)。Zuckermann，R.N.，Chemtracts-Macromol.Chem.480(1993)。本申请里的所有文献都纳入本文供参考。
技术介绍
细胞质膜对许多有用的治疗剂的通过形成一道屏障。一般来说，药物必须在机体的水性分隔空间里和必须通过的脂质层里都自由地溶解方能进入细胞。带有高电荷的分子特别难以通过膜。许多治疗用的大分子，如肽和寡核苷酸也特别难以跨膜转运。这样，虽然生物技术能得到更多数量的有潜在价值的治疗剂，但从其生物利用度方面来看则妨碍了他们的医药应用。因此需要可靠的手段来将药物，特别是大分子转运入细胞。迄今，已建议对许多转运分子进行护送以跨越生物膜。Ryser等(1979)提出使用赖氨酸的高分子聚合物来增加各种分子跨越细胞膜的转运，极高分子量的聚合物较优。虽然该作者设想了诸如鸟氨酸和精氨酸等其他带正电荷残基的聚合物，但没有显示这类聚合物的实施手段。Frankel等(1991)报道了使选定的分子与HIV的tat蛋白偶联可增加这些分子的细胞摄入。但是，使用tat蛋白有某些缺点，包括其不适宜的聚合和不溶性质。Barsoum等(1994)和Fawell等(1994)提出使用含tat碱性区域(残基49-57，序列为RKKRRQRRR)的tat蛋白的较短片段。Barsoum等注意到，中等长度的聚精氨酸聚合物(MW 5000-15000道尔吨)不能使β-半乳糖苷酶转运跨越细胞膜(如Barsoum一文的第3页)，这与Ryser等(同上)的建议相反。其他研究显示，衍生自Antennapedia同源域的16个氨基酸肽-胆固醇偶联物可被培养的神经元迅速地内化(Brugidou等，1995)。但是，该肽稍短的片段(15个残基)不能有效地被细胞摄入(Derossi等，1996)。本专利技术部分根据申请人这样的发现某些聚合物的偶联物由毗邻的、高碱性亚单位，特别是含鸟嘌呤基或脒基部分的亚单位构成，结果小分子或大分子能有效地明显增加所连接分子的跨越生物膜转运。而且，转运速率明显高于由49-57残基构成的碱性HIV tat肽的转运速率。专利技术综述本专利技术的一个方面包括增加选定化合物跨越生物膜的转运方法。在该方法里，生物膜与含生物活性剂的偶联物接触，使所述的生物活性剂与至少一个转运聚合物共价连接。该偶联物能有效地促进活性剂以比非偶联形式的生物活性剂的跨膜转运速率更大的速率进行跨生物膜转运。在一个实施方案中，该聚合物由6-25个亚单位构成，它们中的至少50％含胍基或脒基的侧链部分，其中该聚合物至少含6个，更好至少含7个胍基或咪基侧链部分。在另一个实施方案中，该聚合物由6-20个、7-20个或7-15个亚单位构成。更佳的是，聚合物里亚单位的至少70％，更好的是90％为含胍基或脒基侧链部分。优选的是胍基或脒基的侧链部分不要被一个以上的非胍基或非脒基亚单位与另一部分分隔开。在更具体的实施方案中，该聚合物含至少6个毗邻的亚单位，每个含一个胍基或脒基，优选的是含至少6个或7个毗邻的胍基侧链部分。在另一个实施方案中，该转运聚合物含6-25个相邻的亚单位，7-25个，6-20个或较佳的是7-20个相邻的亚单位，每个含一个胍基或脒基侧链部分，任选的条件是毗连亚单位之一可含有活性剂与之连接的非精氨酸残基。优选的是，每个转运聚合物为线性。在优选的实施方案中，生物活性剂与转运聚合物的末端连接。在另一个具体的实施方案中，偶联物含单个转运聚合物。在优选的实施方案里，例举的增强转运的聚合物是肽，其中精氨酸残基构成了亚单位。这类聚精氨酸肽可全部由D-、全部L-、或混合的D-和L-精氨酸构成，可包括其它氨基酸。更优选的是，至少一个，较佳的是所有的亚单位是D-精氨酸残基，以增加在输送偶联物至其生物靶标期间该聚合物的生物稳定性。该方法可用来增加选定的治疗剂通过许多生物膜，包括，但不限于，原核细胞膜、真核细胞膜和细胞壁。原核细胞膜的例子包括细菌膜；真核细胞膜的例子包括，但不限于，树突细胞、上皮细胞、内皮细胞、角质细胞、肌肉细胞、真菌细胞、细菌细胞、植物细胞等。根据本专利技术优选的技术方案，在室温(23℃)或37℃下用实施例6的方法测量时，本专利技术转运聚合物的表观亲和力(Km)至少是tat肽(49-57)测得亲和力的10倍，较佳的是至少100倍。生物活性剂(包含治疗剂)包括，但不限于，典型的为金属螯合物形式的金属离子；小的有机分子，如抗癌药(如紫杉烷)和抗微生物剂分子(如抗细菌或真菌，如酵母)和大分子，如核酸、肽、蛋白质和其类似物。在一个优选实施方案里，该活性剂是核酸或核酸类似物，如任选地含一个或多个2’-脱氧核苷亚单位的核本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强所选定化合物跨越生物膜转运的方法，它包括，使生物膜与含有共价连接于转运聚合物的生物活性剂的偶联物接触，其中所述聚合物由６－２５个亚单位构成，它们的至少５０％含胍基或脒基侧链部分，该聚合物含至少６个毗连的胍基和／或脒基侧链部分 ，从而所述接触能有效地促进所述偶联物以大于非偶联形式的生物活性剂的跨膜转运速率通过所述生物膜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JB罗思巴德，PA温德尔，
申请(专利权)人：利兰斯坦福青年大学托管委员会，
类型：发明
国别省市：US[美国]