一类高度支化聚（β-氨基酯）及其制备方法和在功能性DNA递送中的应用技术

本发明专利技术公开了一类高度支化聚(β

【技术实现步骤摘要】
一类高度支化聚(
β
‑
氨基酯)及其制备方法和在功能性DNA递送中的应用


[0001]本专利技术属于生物医用材料领域，涉及一类高度支化聚(β
‑
氨基酯)及其制备方法和在功能性DNA递送中的应用。

技术介绍

[0002]隐性营养不良性大疱性表皮松解症(RDEB)是一种严重的遗传性皮肤疾病，其致病根源在于编码胶原VII(C7)蛋白的基因发生突变，造成皮肤真皮和表皮之间无法有效锚定，导致患者的皮肤极度脆弱，易产生水泡或溃烂，最终发展为皮肤癌。基于RDEB的致病机理，在C7蛋白相关效应细胞中和组织中介导高效的C7蛋白表达是目前最希望的治疗方法。然而，由于COL7A1基因片段分子尺寸较大，这严重限制COL7A1 DNA在递送过程中的有效压缩和细胞摄取。
[0003]目前，阳离子聚合物载体作为最具潜力的基因递送载体，已表现出优异的DNA递送性能，往往只针对编码绿色荧光蛋白(GFP)DNA、荧光素酶(Gluc)DNA和尺寸较小的DNA。常用的阳离子聚合物如聚乙烯亚胺和聚酰胺由于其降解性能差导致较高的细胞毒性，其临床安全性备受质疑。
[0004]聚(β
‑
氨基酯)由于原料广泛易得、易于合成、化学组成和结构易于调控、可生物降解的特性，在成纤维细胞、角质形成细胞、癌细胞、干细胞、星型胶质细胞及原代细胞等各种组织细胞中表现出优异的绿色荧光蛋白和荧光素酶(Gluc)表达效率，但在功能性DNA递送方面的研究较少，这明显限制了其在基因治疗临床转化方的应用。
专利
技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一类高度支化聚(β
‑
氨基酯)及其制备方法和在功能性DNA递送中的应用，实现功能性DNA的递送。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]本专利技术公开了一类高度支化聚(β
‑
氨基酯)，所述高度支化聚(β
‑
氨基酯)的结构式如下：
[0008][0009]式中，n＝15～100，m＝15～100。
[0010]优选地，所述高度支化聚(β
‑
氨基酯)的分子量为8000～50000Da。
[0011]本专利技术还公开了上述一类高度支化聚(β
‑
氨基酯)的制备方法，将4
‑
氨基
‑1‑
丁醇单体、丙烯酸酯单体与支化小分子有机胺通过迈克尔加成反应，制得带双键的高度支化聚(β
‑
氨基酯)；带双键的高度支化聚(β
‑
氨基酯)与封端剂反应，得到高度支化聚(β
‑
氨基酯)。
[0012]优选地，所述丙烯酸酯单体为1,4
‑
丁二醇二丙烯酸酯；所述支化小分子有机胺为1,2
‑
乙二胺、1,3
‑
丙二胺、1,4
‑
丙二胺、1,5
‑
戊二胺、1,6
‑
己二胺、1,4
‑
双(3
‑
氨基丙基)哌嗪或双(3
‑
氨基丙基)胺。
[0013]优选地，所述封端剂为3
‑
吗啉丙胺、1
‑
(3
‑
氨丙基)
‑4‑
甲基哌嗪或3,6,9
‑
三氧杂十一烷
‑
1,11
‑
二胺。
[0014]优选地，4
‑
氨基
‑1‑
丁醇单体、丙烯酸酯单体与支化小分子有机胺的摩尔比为(1～4):(0.3～1):(0.2～4)；带双键的高度支化聚(β
‑
氨基酯)的加入量为3倍当量的封端剂。
[0015]本专利技术还公开了上述一类高度支化聚(β
‑
氨基酯)在功能性DNA递送中的应用。
[0016]优选地，所述功能性DNA为编码胶原VII蛋白的DNA和编码ADAM 17蛋白的DNA。
[0017]优选地，高度支化聚(β
‑
氨基酯)与功能性DNA的质量比为(10～200):1。
[0018]优选地，将上述高度支化聚(β
‑
氨基酯)与功能性DNA形成的复合物纳米粒子通过微针注射后，进行功能性DNA的递送。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]本专利技术提供的一类高度支化聚(β
‑
氨基酯)，该高度支化聚(β
‑
氨基酯)具有全新的化学组成、电荷密度、可生物降解、以及良好的生物相容性，与目前本领域技术中主要采用的商业化DNA转染试剂jetPEI相比，更具临床治疗RDEB的潜力。通过实验证实，在C7蛋白相关皮肤细胞和免疫缺陷鼠体内，以及采用不同方式注射高度支化聚(β
‑
氨基酯)和COL7A1 DNA的复合物纳米粒子，发现其在免疫缺陷鼠体内能够高效地介导C7蛋白表达，且分泌的C7蛋白沿着基底膜均匀分布，进而证实了制得的高度支化聚(β
‑
氨基酯)在功能性DNA递送和基因治疗方面的应用潜力，特别是具有基因治疗RDEB的癌症临床应用潜力。此外，通过优化高度支化聚(β
‑
氨基酯)与COL7A1 DNA的质量比，证实高度支化聚(β
‑
氨基酯)能够高效地介导C7蛋白表达。同时，在基因缺陷鼠中，注射了高度支化聚(β
‑
氨基酯)和ADAM 17DNA的复合物纳米粒子后，蛋白印迹和免疫组化的结果均证实高度支化聚(β
‑
氨基酯)能够高效地介导ADAM 17蛋白过表达，进一步证实高度支化聚(β
‑
氨基酯)与ADAM 17所形成的复合物纳米粒子具有一定的纠正基因缺陷的潜力。细胞实验和动物实验均证明，该高度支化聚(β
‑
氨基酯)具有很好的功能性DNA递送能力。
[0021]本专利技术提供的一类高度支化聚(β
‑
氨基酯)的制备方法，以4
‑
氨基
‑1‑
丁醇单体、丙烯酸酯单体与支化小分子有机胺为原料，通过一锅法制备高度支化聚(β
‑
氨基酯)，通过优化支化单体的种类，制备出了全新的具有可生物降解、高度支化聚(β
‑
氨基酯)。该合成方法简单高效，所用原料便宜易得，成本低、对设备要求低，适合产业化生产。
附图说明
[0022]图1为高度支化聚(β
‑
氨基酯)合成示意图；
[0023]图2为代表性高度支化聚(β
‑
氨基酯)的1H NMR谱图；
[0024]图3为分子量约为38000Da的高度支化聚(β
‑
氨基酯)纯化后凝胶渗透色谱(GPC)曲
线图；
[0025]图4为高度支化聚(β
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一类高度支化聚(β
‑
氨基酯)，其特征在于，所述高度支化聚(β
‑
氨基酯)的结构式如下：式中，n＝15～100，m＝15～100。2.根据权利要求1所述的一类高度支化聚(β
‑
氨基酯)，其特征在于，所述高度支化聚(β
‑
氨基酯)的分子量为8000～50000Da。3.权利要求1或2所述的一类高度支化聚(β
‑
氨基酯)的制备方法，其特征在于，将4
‑
氨基
‑1‑
丁醇单体、丙烯酸酯单体与支化小分子有机胺通过迈克尔加成反应，制得带双键的高度支化聚(β
‑
氨基酯)；带双键的高度支化聚(β
‑
氨基酯)与封端剂反应，得到高度支化聚(β
‑
氨基酯)。4.根据权利要求3所述的一类高度支化聚(β
‑
氨基酯)的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯单体为1,4
‑
丁二醇二丙烯酸酯；所述支化小分子有机胺为1,2
‑
乙二胺、1,3
‑
丙二胺、1,4
‑
丙二胺、1,5
‑
戊二胺、1,6
‑
己二胺、1,4
‑
双(3
‑
氨基丙基)哌嗪或双(3
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，王晨飞，潘超兰，周德重，王飞飞，雍海洋，曹巧玉，何伟，
申请(专利权)人：复旦大学附属儿科医院，
类型：发明
国别省市：