一种菊糖修饰的聚乙烯亚胺衍生物及其制备方法和应用技术

本申请公开了一种菊糖修饰的聚乙烯亚胺衍生物及其制备方法和应用，属于医药技术领域。本申请中首先公开了一种菊糖修饰的聚乙烯亚胺衍生物，该聚乙烯亚胺衍生物使用菊糖对支链状聚乙烯亚胺进行修饰，包裹mRNA后制备成mRNA的运载体复合物，具有高效地转染效率以及低毒性的优点，本申请提供的聚乙烯亚胺衍生物对mRNA疫苗、mRNA药物的生产和研究具有重要的意义，作为一种新的具有高效转染效率并且低毒性的运载体组分，具有广阔的应用场景和巨大的经济价值。经济价值。经济价值。

【技术实现步骤摘要】
一种菊糖修饰的聚乙烯亚胺衍生物及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及一种菊糖修饰的聚乙烯亚胺衍生物及其制备方法和应用，属于医药


技术介绍

[0002]近年来，随着辉瑞
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BioNTECH和Moderna的新型冠状病毒mRNA疫苗被批准上市，世界范围内掀起了基于mRNA生物制品开发研究的热潮。基于mRNA技术的生物制品开发具有许多优点，如可在疫苗、癌症等多领域应用，不存在感染或插入突变的风险，能够在体内正常降解；开发周期短，成本比较低等。虽然以mRNA技术为基础的疫苗以及治疗药物相关的应用开发迅猛发展，但是递送系统的选择也是非常重要的关键环节。
[0003]目前用于递送mRNA的载体有脂质体、脂质纳米颗粒（LNP）、聚合物纳米颗粒（PNP）等，其中主流的LNP递送系统是最成熟最常用的载体，递送效率高，副作用小，应用较为成熟和广泛，但也存在潜在的毒性等问题，同时鉴于mRNA存在易降解、不稳定、无法轻易穿过细胞膜进入机体等问题，因此需要优选更合适的递送载体。
[0004]聚乙烯亚胺（PEI）是一种由阳离子胺聚合而成的线性或分支型的高分子材料，具有较高的细胞转染效率和质子缓冲能力，但正是由于它的强正电性能够引起细胞毒性和体内不稳定性从而限制了它在临床上的应用。理论上，小分子量的PEI毒性低，但转染效率低下；分子量越大的PEI，其转染效率越大，相应地它的毒性也越大。分子量为25 kDa的分支型PEI由于其较高的转染效率被称为转染的“黄金标准”，但仍具体较强的细胞毒性，因此对PEI进行表面修饰以在降低细胞毒性的同时保持高的转染能力可作为解决方案之一。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，提供了一种菊糖修饰的聚乙烯亚胺衍生物及其制备方法和应用，本申请提供的聚乙烯亚胺衍生物使用菊糖对支链状聚乙烯亚胺进行修饰，获得的聚乙烯亚胺衍生物用于制备mRNA的运载体时，具有高效的转染效率的同时，对细胞的毒性非常小，非常适合用于制备mRNA的运载体，对mRNA疫苗和药物的研究具有重要的意义，并且具有广阔的市场前景和经济价值。
[0006]根据本申请的一个方面，提供了一种菊糖修饰的聚乙烯亚胺衍生物，所述菊糖修饰的聚乙烯亚胺衍生物具有如下式的结构：
所述聚乙烯亚胺衍生物的分子量为17.5~40 kDa，式中m的取值为30~60，n的取值为5~20。
[0007]可选的，所述聚乙烯亚胺衍生物的分子量为24~37.5 kDa，m取值为40~60，n取值为8~15。
[0008]根据本申请的另一个方面，提供了一种菊糖修饰的聚乙烯亚胺衍生物的制备方法，包括如下步骤：（a）用氧化剂氧化菊糖，得到活化菊糖；（b）将所述活化菊糖与聚乙烯亚胺在还原剂的作用下反应，得到所述菊糖修饰的聚乙烯亚胺衍生物。
[0009]可选的，所述菊糖修饰的聚乙烯亚胺衍生物中菊糖与聚乙烯亚胺的质量比为0.1~20：1。
[0010]可选的，所述聚乙烯亚胺为支链状聚乙烯亚胺，分子量为20~30 kDa。
[0011]可选的，所述步骤（a）中在室温下将菊糖与高碘酸盐在醋酸
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醋酸盐溶液中反应获得菊糖氧化物，即所述活化菊糖；和/或，所述步骤（b）中将所述活化菊糖、聚乙烯亚胺和氰基硼氢化钠溶解至磷酸盐缓冲液中室温下反应获得所述菊糖修饰的聚乙烯亚胺衍生物。
[0012]根据本申请的又一个方面，提供了如上述的菊糖修饰的聚乙烯亚胺衍生物或如任一项上述的方法在制备mRNA运载体中的应用。
[0013]根据本申请的有一个方面，提供了一种复合物，由如上述的菊糖修饰的聚乙烯亚胺衍生物或如任一项上述方法制备获得的菊糖修饰的聚乙烯亚胺衍生物装载核酸后获得，所述核酸包括质粒、mRNA、siRNA、DNA疫苗或RNA疫苗中的一种或多种。
[0014]可选的，所述菊糖修饰的聚乙烯亚胺衍生物与mRNA的比例以氮/磷比计算，氮/磷比为2~100:1；优选的氮/磷比为15~80：1；更优选的氮/磷比为15~60：1。
[0015]根据本申请的最后一个方面，提供了如上述的菊糖修饰的聚乙烯亚胺衍生物或如任一项上述方法制备获得的菊糖修饰的聚乙烯亚胺衍生物在制备免疫产品或提高免疫中的应用。
[0016]本申请的有益效果包括但不限于：
1．根据本申请的聚乙烯亚胺衍生物，采用菊糖修饰聚乙烯亚胺，利用该聚乙烯亚胺衍生物运载核酸，具有更好地细胞转染效率以及更低的细胞毒性，非常适合用于核酸运载体的制备。
[0017]2．根据本申请的聚乙烯亚胺衍生物，在利用其制备核酸运载体时，不仅具有较好的包裹效率，而且制备步骤简单高效。
[0018]3．根据本申请的聚乙烯亚胺衍生物，利用其制备核酸运载体复合物能够在小鼠体内成功高效发挥作用，且通过实验验证副作用小，安全性高。
附图说明
[0019]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为本申请涉及的InuPEI25载体的合成路线图；图2为本申请涉及的InuPEI25载体的1H NMR核磁表征结果图；图3为本申请涉及的InuPEI25载体的形态学表征结果图；图4为本申请涉及的InuPEI25载体的粒径结果图；图5为本申请涉及的InuPEI25载体的电位表征结果图；图6为本申请涉及的InuPEI25/mRNA复合物的琼脂糖凝胶电泳阻滞实验结果图；图7为本申请涉及的InuPEI25/mRNA复合物的核酶稳定性实验结果图；图8为本申请涉及的InuPEI25/mRNA复合物的形态学表征结果图；图9为本申请涉及的InuPEI25/mRNA复合物的粒径结果图；图10为本申请涉及的InuPEI25/mRNA复合物的电位表征结果图；图11为本申请涉及的在不同N/P条件下InuPEI25/eGFP mRNA转染HEK283T、Hela、Vero及DC2.4细胞后的荧光蛋白表达情况结果图（图11中的A显示了HEK293T细胞的结果，图11中的B显示了Hela、Vero及DC2.4细胞的结果）；图12为本申请涉及的InuPEI25载体的体外细胞毒活性结果图；图13为本申请涉及的InuPEI25载体包裹Luciferace mRNA活体成像结果图；图14为本申请涉及的COVID
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19 mRNA疫苗小鼠免疫接种、血液样本采集的示意图；图15为本申请涉及的小鼠血清中IgG抗体滴度结果图；图16为本申请涉及的Elisa检测InuPEI25载体递送COVID
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19 mRNA疫苗的小鼠血清中抗体滴度结果图；图17为本申请涉及的InuPEI25载体递送COVID
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19 mRNA疫苗后小鼠体重变化曲线结果图；图18为本申请涉及的InuPEI25载体递送COVID
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19 mRNA疫苗后小鼠肝肾的病理变化结果图。
[0020]图19为本申请涉及的不同N/P条件下In本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种菊糖修饰的聚乙烯亚胺衍生物，其特征在于，所述菊糖修饰的聚乙烯亚胺衍生物具有如下式的结构：所述聚乙烯亚胺衍生物的分子量为17.5~40 kDa，式中m的取值为30~60，n的取值为5~20。2.根据权利要求1所述的菊糖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的分子量为24~37.5 kDa，m取值为40~60，n取值为8~15。3.一种菊糖修饰的聚乙烯亚胺衍生物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（a）用氧化剂氧化菊糖，得到活化菊糖；（b）将所述活化菊糖与聚乙烯亚胺在还原剂的作用下反应，得到所述菊糖修饰的聚乙烯亚胺衍生物。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述菊糖修饰的聚乙烯亚胺衍生物中菊糖与聚乙烯亚胺的质量比为0.1~20：1。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述聚乙烯亚胺为支链状聚乙烯亚胺，分子量为20~30 kDa。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤（a）中在室温下将菊糖与高碘酸盐在醋酸
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醋酸盐溶液中反...

【专利技术属性】
技术研发人员：季韶洋，任宇，李昂达，魏巍，
申请(专利权)人：觅投克北京生物医学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：