一种具有高效基因转染效率的阳离子脂质体及制备与应用制造技术

本发明专利技术涉及一种具有高效基因转染效率的阳离子脂质体及制备与应用，属于化学药物技术领域。该阳离子脂质材料包括疏水端、化学敏感区、连接臂和亲水端；所述疏水端、化学敏感区、连接臂和亲水端依次连接；所述化学敏感区包括化学敏感键，所述化学敏感键为在氧化还原条件下、酶催化条件下或酸性pH条件下能够断裂的化学键。本发明专利技术中阳离子脂质材料可自组装得到具有双分子层结构的阳离子脂质体，粒径小且带正电，能够与带负电的基因药物形成稳定的纳米复合物，该复合物可有效被细胞摄取进入细胞，在细胞内稳定转染，具有很高的转染效率。具有很高的转染效率。具有很高的转染效率。

【技术实现步骤摘要】
一种具有高效基因转染效率的阳离子脂质体及制备与应用


[0001]本专利技术属于化学药物
，更具体地，涉及一种具有高效基因转染效率的阳离子脂质体及制备与应用。

技术介绍

[0002]随着人们在细胞水平上对疾病发病机制的认识不断深入，基因治疗已日渐成为科学家研究的热点。寻找安全有效的基因递送载体也越来越为人们所关注。
[0003]目前研究显示，基因递送载体主要分为两大类：病毒载体和非病毒载体。病毒载体由于转染效率较高且对大多数细胞具有靶向作用，因此在基因递送方面具有一定的优点。然而，由于病毒载体的免疫原性导致其在体内可引起一系列的免疫反应，而且含有的可转录的病毒基因，有可能在体内发生基因重组或互补，进一步对人体造成伤害。
[0004]近年来，人们对非病毒载体用于基因药物递送的研究也取得了一定的研究成果。非病毒载体的研究方向主要包括阳离子聚合物(如聚乙酰亚胺、聚赖氨酸等)、生物大分子(如核酸适配体、穿膜肽等)和阳离子脂质体。目前常用的阳离子聚合物和生物大分子都具有一定的局限性，如系统毒性、转染效率低等，导致其难以用于基因药物经静脉系统给药，常用于局部给药(如肿瘤内注射)。1987年，Felgner等首次将N
‑
[1
‑
(2,3)
‑
二油烯氧基]丙基
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N,N,N
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三甲基氯化胺(DOTMA)与二油酰基磷脂酰乙醇胺(DOPE)各10mg制成小单室脂质体(转染试剂，商品名为Lipofectin,转化脂)，实验证明此转染试剂可用于DNA转染。虽然其体外转染效率传统的化学转染方法，如DEAE葡聚糖法和磷酸钙共沉淀法，但其体内的转染效率仍然很低，且价格昂贵。
[0005]因此，综上所述，开发一种具有高效基因转染效率、制备方法简单且价格低廉的载体材料具有很高的应用前景。

技术实现思路

[0006]本专利技术解决了现有基因递送载体的(包括病毒载体和非病毒载体)免疫原性、系统毒性、制备方法复杂、转染效率低且不稳定和价格昂贵等关键技术问题。本专利技术提供了一种具有高效基因转染效率的阳离子脂质体及制备与应用，该阳离子脂质材料包括疏水端、化学敏感区、连接臂和亲水端；所述疏水端、化学敏感区、连接臂和亲水端依次连接；所述化学敏感区包括化学敏感键。由于阳离子脂质体具有类脂结构且带正电，有利于阳离子脂质体通过内吞或膜融合的方式进入细胞，从而提高转染效率。
[0007]根据本专利技术第一方面，提供了一种阳离子脂质材料，该阳离子脂质材料包括疏水端、化学敏感区、连接臂和亲水端；所述疏水端、化学敏感区、连接臂和亲水端依次连接；所述化学敏感区包括化学敏感键，所述化学敏感键为在氧化还原条件下、酶催化条件下或酸性pH条件下能够断裂的化学键。
[0008]优选地，所述疏水端为维生素E、胆固醇、脂肪醇、脂肪胺、脂肪酸、十二烷基异氰酸酯、十八烷基异氰酸酯或顺
‑9‑
十八碳烯醇；所述亲水端为含有至少一个氨基的亲水性化合
物；
[0009]优选地，所述脂肪醇为长链脂肪醇、长链脂肪胺或长链脂肪酸；所述长链脂肪醇、长链脂肪胺和长链脂肪酸的碳原子至少为14个；所述亲水端为赖氨酸、精氨酸、组氨酸、二氰二胺、氨基盐酸盐或季铵盐；
[0010]优选地，所述长链脂肪醇为饱和长链脂肪醇或不饱和长链脂肪醇；所述长链脂肪胺为饱和长链脂肪胺或不饱和长链脂肪胺；所述长链脂肪酸为饱和长链脂肪酸或不饱和长链脂肪酸。
[0011]优选地，在氧化还原条件下能够断裂的化学键为含有硫原子或硒原子的共价键；在酸性pH条件下能够断裂的化学键为腙键、苯肼键和酰肼键或含有甲基马来酸酐键结构的pH敏感键；
[0012]优选地，在氧化还原条件下能够断裂的化学键为单硫醚键、双硫醚键、二硫键、二硒键、单硒醚键或双硒醚键；所述含有甲基马来酸酐键结构的pH敏感键为2
‑
丙酸
‑3‑
甲基马来酸酐键；所述连接臂为3
‑
氨基
‑
1，2
‑
丙二醇或谷氨酸。
[0013]根据本专利技术另一方面，提供了一种两亲性阳离子脂质材料制备方法，包括以下步骤：
[0014](1)将含有单硫醚键、双硫醚键、二硫键、二硒键、单硒醚键或双硒醚键的化合物在乙酰氯中回流，得到中间产物A；
[0015](2)将疏水端、催化剂4
‑
二甲氨基吡啶以及步骤(1)中得到的中间产物A溶解于有机溶剂，反应后得到中间产物B；所述疏水端为维生素E、胆固醇或顺
‑9‑
十八碳烯醇；
[0016](3)将步骤(2)中得到的中间产物B、3
‑
氨基
‑
1，2
‑
丙二醇、催化剂4
‑
二甲氨基吡啶以及催化剂1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐溶于有机溶剂，反应后得到中间产物C；
[0017](4)将步骤(3)中得到的中间产物C溶于有机溶剂中，加入三氟乙酸，反应后得到中间产物D；
[0018](5)将亲水端、催化剂1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐以及催化剂N
‑
羟基琥珀酰亚胺溶于非质子型有机溶剂中，所述亲水端为N
‑
Boc保护的组氨酸、精氨酸或赖氨酸，反应后，旋蒸除去有机溶剂，得到活性中间体；将所得活性中间体、催化剂三乙胺以及步骤(4)中得到的中间产物D溶于有机溶剂中，反应后得到中间产物E；
[0019](6)将步骤(5)中得到的中间产物E溶于有机溶剂中，加入三氟乙酸，反应后即得所述的两亲性阳离子脂质材料。
[0020]根据本专利技术另一方面，提供了一种两亲性阳离子脂质材料制备方法，包括以下步骤：
[0021](1)将含有单硫醚键、双硫醚键、二硫键、二硒键、单硒醚键或双硒醚键的化合物在乙酰氯中回流，得到中间产物A；
[0022](2)将疏水端、催化剂4
‑
二甲氨基吡啶以及步骤(1)中得到的中间产物A溶解于有机溶剂，反应后得到中间产物B；所述疏水端为维生素E、胆固醇或顺
‑9‑
十八碳烯醇；
[0023](3)将步骤(2)中得到的中间产物B、3
‑
氨基
‑
1，2
‑
丙二醇、催化剂4
‑
二甲氨基吡啶以及催化剂1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐溶于有机溶剂，反应后得到中间产物C；
[0024](4)将步骤(3)中得到的中间产物C溶于能与水混溶的有机溶剂中，加入浓盐酸，反应后得到中间产物D；
[0025](5)将二氰二胺和步骤(4)所得到的中间产物D溶于沸点在150℃
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阳离子脂质材料，其特征在于，该阳离子脂质材料包括疏水端、化学敏感区、连接臂和亲水端；所述疏水端、化学敏感区、连接臂和亲水端依次连接；所述化学敏感区包括化学敏感键，所述化学敏感键为在氧化还原条件下、酶催化条件下或酸性pH条件下能够断裂的化学键。2.如权利要求1所述的阳离子脂质材料，其特征在于，所述疏水端为维生素E、胆固醇、脂肪醇、脂肪胺、脂肪酸、十二烷基异氰酸酯、十八烷基异氰酸酯或顺
‑9‑
十八碳烯醇；所述亲水端为含有至少一个氨基的亲水性化合物；优选地，所述脂肪醇为长链脂肪醇、长链脂肪胺或长链脂肪酸；所述长链脂肪醇、长链脂肪胺和长链脂肪酸的碳原子至少为14个；所述亲水端为赖氨酸、精氨酸、组氨酸、二氰二胺、氨基盐酸盐或季铵盐；优选地，所述长链脂肪醇为饱和长链脂肪醇或不饱和长链脂肪醇；所述长链脂肪胺为饱和长链脂肪胺或不饱和长链脂肪胺；所述长链脂肪酸为饱和长链脂肪酸或不饱和长链脂肪酸。3.如权利要求1所述的阳离子脂质材料，其特征在于，在氧化还原条件下能够断裂的化学键为含有硫原子或硒原子的共价键；在酸性pH条件下能够断裂的化学键为腙键、苯肼键和酰肼键或含有甲基马来酸酐键结构的pH敏感键；优选地，在氧化还原条件下能够断裂的化学键为单硫醚键、双硫醚键、二硫键、二硒键、单硒醚键或双硒醚键；所述含有甲基马来酸酐键结构的pH敏感键为2
‑
丙酸
‑3‑
甲基马来酸酐键；所述连接臂为3
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氨基
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1，2
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丙二醇或谷氨酸。4.一种两亲性阳离子脂质材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将含有单硫醚键、双硫醚键、二硫键、二硒键、单硒醚键或双硒醚键的化合物在乙酰氯中回流，得到中间产物A；(2)将疏水端、催化剂4
‑
二甲氨基吡啶以及步骤(1)中得到的中间产物A溶解于有机溶剂，反应后得到中间产物B；所述疏水端为维生素E、胆固醇或顺
‑9‑
十八碳烯醇；(3)将步骤(2)中得到的中间产物B、3
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氨基
‑
1，2
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丙二醇、催化剂4
‑
二甲氨基吡啶以及催化剂1
‑
(3
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二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐溶于有机溶剂，反应后得到中间产物C；(4)将步骤(3)中得到的中间产物C溶于有机溶剂中，加入三氟乙酸，反应后得到中间产物D；(5)将亲水端、催化剂1
‑
(3
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二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐以及催化剂N
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羟基琥珀酰亚胺溶于非质子型有机溶剂中，所述亲水端为N
‑
Boc保护的组氨酸、精氨酸或赖氨酸，反应后，旋蒸除去有机溶剂，得到活性中间体；将所得活性中间体、催化剂三乙胺以及步骤(4)中得到的中间产物D溶于有机溶剂中，反应后得到中间产物E；(6)将步骤(5)中得到的中间产物E溶于有机溶剂中，加入三氟乙酸，反应后即得所述的两亲性阳离子脂质材料。5.一种两亲性阳离子脂质材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将含有单硫醚键、双硫醚键、二硫键、二硒键、单硒醚键或双硒醚键的化合物在乙酰氯中回流，得到中间产物A；(2)将疏水端、催化剂4
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二甲氨基吡啶以及步骤(1)中得到的中间产物A溶解于有机溶
剂，反应后得到中间产物B；所述疏水端为维生素E、胆固醇或顺
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十八碳烯醇；(3)将步骤(2)中得到的中间产物B、3
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氨基
‑
1，2
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丙二醇、催化剂4
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二甲氨基吡啶以及催化剂1
‑
(3
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志平，余育林，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：