本发明专利技术公开了修饰的聚乙烯亚胺衍生物及其合成方法和应用。本发明专利技术将Triton X‑100缀合到聚乙烯亚胺上得到PEI‑Triton‑N载体。体外细胞评价表明，该载体表现出良好的安全性及稳定性；细胞转染效果实验表明，该载体表现出高效、低毒的基因递送能力，能显著提高包括难转染的皮肤永生化细胞HaCaT在内的多种细胞的基因转染效率，是一种优秀的体外转染试剂；体内毒性实验表明，该载体没有明显的全身毒性；小鼠皮肤局部给药的基因递送实验结果表明，该载体具有良好的局部给药基因递送能力，是一种良好的局部给药基因递送载体。
【技术实现步骤摘要】
修饰的聚乙烯亚胺衍生物及其合成方法和应用
本专利技术涉及聚乙烯亚胺衍生物，尤其涉及TritonX-100修饰的聚乙烯亚胺衍生物及其合成方法，本专利技术还涉及该修饰的聚乙烯亚胺衍生物作为体外转染试剂或体内核酸递送载体的应用，属于聚乙烯亚胺衍生物及其应用领域。
技术介绍
核酸治疗是一种通过载体将目的基因递送到靶细胞，用于治疗癌症、艾滋病、心血管病、传染性疾病和遗传性基因突变的罕见病等各种疾病的治疗方法。核酸治疗相对于其它治疗方法有着若干优势，但实际过程中也面临不少亟待解决的问题：(1)高效、安全的递送系统；(2)外源基因表达的可控性；(3)有效的治疗基因。其中，核酸治疗的成功关键与否很大程度上取决能否将核酸分子(包括质粒、小干扰RNA等)高效、安全、无毒害的穿过质膜递送进入靶细胞。细胞内存在着大量的核酸酶，保护核酸免受核酸酶降解也是递送载体必须满足的条件之一。因此，发展高效安全的核酸递送载体是十分必要的。目前，核酸递送载体主要分为病毒和非病毒介导的递送系统。病毒载体因其具有较高的转染及表达效率而在临床上广泛应用，但是病毒载体也逐渐暴露出不少缺陷，病毒载体可能存在严重的免疫原性，可能引发机体强烈的炎性反应及免疫反应，甚至可能因随机插入导致基因失活或重组、激活癌基因而存在潜在致瘤风险，并且其对基因的装载量也是有限的，这就极大的限制了病毒载体的应用。为了克服病毒载体的诸多不足，近年来非病毒载体得到了迅速发展，这其中就包括阳离子聚合物载体聚乙烯亚胺(PEI)。聚乙烯亚胺是目前研究最广泛的非天然阳离子聚合物之一，其有直链和支链两种形式，结构中含有可质子化的氨基。与直链PEI相比，多分支的支链PEI能够通过静电作用浓缩并保护DNA，结合形成表面带正电荷的紧密颗粒，以便与细胞表面结合后触发内吞作用，从而将核酸分子递送到细胞质中。PEI25kDa是评价聚合物类基因转染试剂的“金标准”。然而，PEI的转染效率通常与其分子量、表面电势、粒径大小与分支度密切相关。市场上销售的PEI分子量范围非常广泛，从600Da到1600kDa，通常最适宜基因递送的分子量在5kDa到25kDa之间。然而，PEI的转染效率随着分子量的增大而显著增强的同时，其细胞毒性也随之增强。因此，为了平衡PEI转染效率与细胞毒性之间的关系，已经发展出了多种PEI的胺基修饰策略。常见的修饰基团包括胆固醇、磷脂和蛋白质、肽等基团。聚乳酸-羟基乙酸聚合物修饰的分子质量为22kDa的线性PEI，govalbumin修饰600Da的支链PEI，发卡结构修饰的1.8kDa的支链PEI，透明质酸修饰的25kDa的支链PEI以及胆固醇、胆烷酸、脂肪酸残基等疏水基团等，均显著提高了基因的递送效率。然而，针对一些细胞膜较厚，难消化，难转染的细胞，在电转法或病毒法效率不高且操作过程比较繁琐的情况下，需要将PEI载体进行修饰以增强难转染细胞对核酸药物的摄取效率。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供TritonX-100修饰的聚乙烯亚胺衍生物；本专利技术的目的之二是提供制备所述TritonX-100修饰的聚乙烯亚胺衍生物的方法；本专利技术的目的之三是将所述的TritonX-100修饰的聚乙烯亚胺衍生物作为核酸递送载体的应用。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案来实现的：本专利技术首先提供TritonX-100修饰的聚乙烯亚胺衍生物，将不同数量的TritonX-100缀合到不同分子量的聚乙烯亚胺而得到；其中，用于修饰聚乙烯亚胺的TritonX-100的数量可以是为1至10的任意数；所述的聚乙烯亚胺可以是直链或支链聚乙烯亚胺，其分子量范围是600Da～10kDa；优选为支链聚乙烯亚胺，其分子量优选为1.8kDa或10kDa；其中，当支链聚乙烯亚胺的分子量为1.8kDa时，用于修饰的TritonX-100的数量优选为4，6或8，最优选为6；当支链聚乙烯亚胺的分子量为10kDa时，用于修饰的TritonX-100的数量优选为4，6或8。本专利技术进一步提供了一种制备所述TritonX-100修饰的聚乙烯亚胺衍生物的方法，包括：(1)在TritonX-100结构上引入活泼酯基团得到TritonX-100-NHS活化酯；(2)将TritonX-100-NHS活化酯与PEI的氨基反应，分离并纯化反应产物，即得。其中，所述TritonX-100-NHS活化酯的制备方法包括：在二氯甲烷存在下加入TritonX-100、N,N'-二琥珀酰亚胺基碳酸酯和三乙胺，室温搅拌反应，即得。步骤(2)中通过控制合成过程中的TritonX-100-NHS活泼酯与PEI的投料比来控制每个PEI上修饰的TritonX-100的数目。体外细胞评价表明，在PEI-Triton-N载体的工作浓度下，该载体表现出良好的安全性及稳定性；PEI-Triton-N/pDNA复合物细胞转染效果评价实验表明，PEI-Triton-N载体表现出高效、低毒的基因递送能力，可以显著提高包括难转染的皮肤永生化细胞HaCaT在内的多种细胞的基因转染效率，是一种优秀的体外转染试剂。PEI-Triton-N/pDNA复合物的体内毒性实验表明，TritonX-100修饰的PEI载体没有明显的全身毒性；小鼠皮肤局部给药的基因递送实验结果表明，TritonX-100修饰的PEI载体具有良好的局部给药基因递送能力，是一种良好的局部给药基因递送载体。由此，本专利技术进一步提供了TritonX-100修饰的聚乙烯亚胺衍生物在作为体外转染试剂或体内核酸递送载体中的应用。本专利技术整体技术方案概述本专利技术用不同数量的TritonX-100分别修饰分子量为1.8kDa或10kDa的PEI得到不同数量TritonX-100修饰的PEI衍生物，1HNMR对所得衍生物进行了表征及验证，确认所得为目标产物。本专利技术进一步采用核磁共振波谱(NMR)，粒动态光散射(DLS)，扫描电镜(SEM)对所得PEI衍生物PEI-Triton-N及其包载核酸复合物的形态特征、理化性质进行表征。实验证明，TritonX-100修饰的PEI衍生物的粒径大小在200～300nm之间，表面稳定负载正电荷。随着TritonX-100修饰数目的增加，PEI衍生物结合DNA的能力稍有降低，但这种结合能力的下降有利于复合物进入细胞后DNA的释放。细胞毒性实验结果表明，在转染用量范围内，PEI-Triton-N载体对细胞活力无明显作用影响。PEI-Triton-N修饰载体的体内毒性结果表明TritonX-100修饰的PEI载体没有明显的全身毒性。体外细胞转染实验结果证明，TritonX-100修饰的PEI载体极大地提高了难转染的永生化皮肤细胞HaCaT细胞的转染效率，特别是PEI-Triton-6和PEI-Triton-8两种衍生物，对质粒的递送效率均远大于PEI25kDa，甚至较liposome2000对照组的转染效率提高了1.5～2.0倍。同时，PEI-Triton-6和PEI-Triton-8两种衍生物对其他细胞，包括HEK2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种Triton X-100修饰的聚乙烯亚胺衍生物，其特征在于，所述聚乙烯亚胺衍生物由不同数量的Triton X-100缀合到不同分子量的聚乙烯亚胺上而得到。/n
【技术特征摘要】
1.一种TritonX-100修饰的聚乙烯亚胺衍生物，其特征在于，所述聚乙烯亚胺衍生物由不同数量的TritonX-100缀合到不同分子量的聚乙烯亚胺上而得到。
2.按照权利要求1所述的TritonX-100修饰的聚乙烯亚胺衍生物，其特征在于，用于修饰聚乙烯亚胺的TritonX-100的数量是1至10的任意数。
3.按照权利要求1所述的TritonX-100修饰的聚乙烯亚胺衍生物，其特征在于，所述的聚乙烯亚胺的分子量是600Da～10kDa，所述的聚乙烯亚胺是直链或支链聚乙烯亚胺。
4.按照权利要求1所述的TritonX-100修饰的聚乙烯亚胺衍生物，其特征在于，所述的聚乙烯亚胺是支链聚乙烯亚胺；其中，当支链聚乙烯亚胺的分子量为1.8kDa或10kDa时，用于修饰的TritonX-100的数量为4，6或8；优选的，支链聚乙烯亚胺的分子量为1.8kDa，用于修饰的TritonX-100的数量为6。
5.一种制备权利要求1-4任何一项所述TritonX-100修饰的聚乙烯亚胺衍生物的方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：汤新景，范馨莉，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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