一种具有可降解聚合物核的球形核酸药物及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种具有可降解聚合物核的球形核酸药物及其制备方法。将修饰有活性端基核酸药物与含活性侧基的疏水性可降解高分子链通过接枝反应，得到接枝核酸药物的高分子链，将接枝核酸药物的高分子链分散至水中通过自组装形成球形胶束，所述球形胶束通过交联，即得球形核酸药物。球形核酸药物在细胞外具有较好的稳定性，可以延长体内循环，且具有极强的细胞穿透性，从而实现了将核酸药物高效率运输进肿瘤细胞，达到治疗效果，且该球形核酸药物的合成方法具有条件温和、经济、高效和安全无毒等特点。毒等特点。毒等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种具有可降解聚合物核的球形核酸药物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种核酸药物，特别涉及一种具有可降解聚合物核的球形核酸药物及其制备方法，属于药物合成


技术介绍

[0002]癌症是一个全球性的公共健康问题。自1996年以来，全球每年新确诊的癌症病人在1000万以上，近三十年来，世界癌症发病率以每年3～5％的速度增长。目前，有许多治疗方法用于治疗癌症，例如：手术切除、放射治疗和化学治疗等。但是这些治疗方法都受到限制，以化学药物治疗为例，癌细胞可以制定多种防御策略来规避化疗药物的作用，包括增加药物外流、药物靶点突变、激活替代信号通路、DNA损伤修复和逃避细胞死亡，最终导致抗癌失败。随着现代分子生物学技术的发展，以核酸分子作为药物的基因治疗方法已经成为肿瘤治疗领域中的重点和热点研究方法之一。
[0003]在基因治疗过程中，将具有治疗效果的功能核酸序列成功导入生物细胞内是最为关键的一步，但是由于裸核酸分子在体内血清环境中极易被核酸酶分解，故不能稳定存在于人体内环境中，核酸分子亲水性极强且带负电荷，不易被组织吸收，因此核酸药物在体内存在稳定性差、体内循环周期短、转染效率低的缺点，急需一种合适的载体才能解决这一类问题。常见的基因药物载体分为病毒载体和非病毒载体两大类。病毒载体转染效率极高，但由于其制备过程复杂，成本高且有毒性的缺点而逐渐被非病毒载体替换。非病毒载体又包括聚阳离子载体和聚合物胶束纳米载体等，聚阳离子载体通过静电吸附作用吸附核酸药物以达到运输目的，载药率高，但也存在药物在体内循环时易发生泄露的问题，稳定性差；聚合物纳米胶束因其广谱性，小粒径，稳定性好、增加药物溶解性的特点而广受关注。
[0004]1996年，Chad A.Mirkin等人首次提出以无机金纳米粒子为内核的球形核酸概念，因其独特的鸟嘌呤四聚体空间结构，球形核酸具有许多优异的性能：1)球形核酸与互补的寡核苷酸链的结合常数明显高于相同序列的线性DNA链(约高100倍)；2)球形核酸能在5～10分钟内被60多种不同类型的细胞快速摄取(106数量级)；3)球形核酸表面的DNA链被核酸内切酶裂解的速率远低于相同序列的线性DNA链(约低4倍)；但是金纳米粒子在体内不易降解，具有一定的潜在危害，且进入细胞后核酸药物不易释放，生物利用率受到一定影响。

技术实现思路

[0005]针对现有的核酸药物在体内血清环境中极易被核酸酶分解、体内循环周期短，且药物难以被肿瘤细胞吸收等问题。本专利技术的第一个目的是在于提供一种具有可降解聚合物核的球形核酸药物，该球形核酸药物具有可生物降解的内核载体，内核载体不会在体内残留，同时其内核载体具有纳米尺寸和疏水性，易于穿透肿瘤细胞，此外，球形核酸药物在肿瘤细胞外表现出较好的稳定性，可以实现药物在体内长循环，而进入肿瘤细胞后能够通过肿瘤细胞内环境刺激响应发生解交联，从而实现核酸药物的可控释放，大大提高了核酸药物的利用率，解决了裸核酸药物在体内易被核酸酶分解以及难以穿透肿瘤细胞被人体组织
吸收等问题。与此同时还可以通过控制核酸药物在疏水性可降解高分子链上的接枝率，来实现球形内核表面核酸药物密度的调控，可以使其呈现出更高效的细胞摄取能力和转染效率。
[0006]本专利技术的第二个目的是在于提供了一种具有可降解聚合物核的球形核酸药物的制备方法，该制备方法简单，原料易得，条件温和，有利于扩大生产。
[0007]为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种具有可降解聚合物核的球形核酸药物的制备方法，该制备方法是将修饰有活性端基的核酸药物与含活性侧基的疏水性可降解高分子链通过接枝反应，得到接枝核酸药物的高分子链，将接枝核酸药物的高分子链分散至水中通过自组装形成球形胶束，所述球形胶束通过交联，即得。
[0008]本专利技术利用核酸药物亲水性强的特点，将其接枝在疏水性可降解高分子链上形成具有双亲性的可降解高分子链，其双亲性特点使其可以在水中自组装形成球形胶束，球形胶束进一步通过化学交联加固，即得球形核酸药物。该球形核酸药物具体结构如图12所示，其由疏水性可降解高分子链通过交联形成纳米级球形内核，而核酸药物一端接枝在球形内核表面，另一端为自由端游离在球形内核表面，更有利于被肿瘤细胞摄取。
[0009]作为一个优选的方案，所述含活性侧基的疏水性可降解高分子链包含的主链为聚谷氨酸(侧链羧基一般修饰有常见的羧基保护基团，例如苄基)、聚赖氨酸(侧链羧基一般修饰有常见的氨基保护基团，例如苄氧碳基等)、聚丙交酯或聚己内酯，或者为聚谷氨酸、聚赖氨酸、聚丙交酯、聚己内酯中至少两种的共聚物。
[0010]作为一个优选的方案，所述含活性侧基的疏水性可降解高分子链包含的活性侧基为羟基、羧基、氨基、叠氮基中至少一种。
[0011]作为一个优选的方案，所述含活性侧基的疏水性可降解高分子链聚合度为5～2000，高分子主链与活性侧基的摩尔比例为1:(5～2000)。聚合度主要影响高分子链的分子量大小，从而高分子链的分子量大小主要影响其形成胶束的大小，在优选的聚合度范围内可以调节球形核酸药物粒径大小为10～300nm。所述含活性侧基的疏水性可降解高分子链的聚合度进一步优选为20～100，可以调节球形核酸药物粒径大小为50～150nm。
[0012]作为一个优选的方案，所述含活性侧基的疏水性可降解高分子链包括聚丙交酯、聚己内酯或聚丙交酯
‑
己内酯共聚物。
[0013]本专利技术的含活性侧基的疏水性可降解高分子链，以含活性侧基的聚丙交酯为例，结构式可以如下式1或式2：
[0014][0015]式1中，x为1～2000，y为1～2000，且x+y＝5～2000，R1、R2和R4独立地选自C1～C4的亚烷基。
[0016][0017]式2中，x为0～2000，y为0～2000，且x+y＝5～2000，R
1,
和R4独立地选自C1～C4的亚烷基。
[0018]式1和式2中，N3可以通过叠氮
‑
炔环加成反应引入核酸药物，羧基可以通过酯化反应或酰胺化反应引入核酸药物，也可以利用这些活性基团引入二硫吡啶作为后续的交联基团。
[0019]本专利技术在构建载体聚合物主链时最优选为可完全生物降解的侧链含降冰片烯基的聚丙交酯(PLA)，其在人体体内能自行降解且无毒无害，且具有较强的疏水性，在键接适量的强亲水性的核酸药物后，能够在水中通过自组装形成稳定胶束的，PLA具有很强的疏水性故起到了胶束内核的作用，通过交联后，可以使得球形胶束更加稳定，使其在体内循环过程中能稳定存在，延长了药物在体内的循环时间。
[0020]本专利技术优选的含活性侧基的疏水性可降解高分子链具有“梳形结构”，在每一个聚合单元上存在活性侧基，大大提高了药物的接枝率，且聚合物的聚合度可控，这也意味着药物比例和载药量可随意调控以及实现在肿瘤部位有效缓释，且该含活性侧基的疏水性可降解高分子链主链具有较强疏水性，而引入高亲水性核酸药物后转化成两亲型高分子链，故
在水中可以通过自组装形成球形胶束，其在具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有可降解聚合物核的球形核酸药物的制备方法，其特征在于：将修饰有活性端基的核酸药物与含活性侧基的疏水性可降解高分子链通过接枝反应，得到接枝核酸药物的高分子链，将接枝核酸药物的高分子链分散至水中通过自组装形成球形胶束，所述球形胶束通过交联，即得。2.根据权利要求1所述的一种具有可降解聚合物核的球形核酸药物的制备方法，其特征在于：所述含活性侧基的疏水性可降解高分子链包含的主链为聚谷氨酸、聚赖氨酸、聚丙交酯或聚己内酯，或者为聚谷氨酸、聚赖氨酸、聚丙交酯、聚己内酯中至少两种的共聚物；所述含活性侧基的疏水性可降解高分子链包含的活性侧基为羟基、羧基、氨基、叠氮基中至少一种。3.根据权利要求2所述的一种具有可降解聚合物核的球形核酸药物的制备方法，其特征在于：所述含活性侧基的疏水性可降解高分子链聚合度为5～2000，且高分子主链与活性侧基的摩尔比例为1:(5～2000)。4.根据权利要求1～3任一项所述的一种具有可降解聚合物核的球形核酸药物的制备方法，其特征在于：所述含活性侧基的疏水性可降解高分子链包括聚丙交酯、聚己内酯或聚丙交酯
‑
己内酯共聚物；所述含活性侧基的疏水性可降解高分子链的聚合度为10～200。5.根据权利要求1所述的一种具有可降解聚合物核的球形核酸药物的制备方法，其特征在于：所述修饰有...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雪飞，李健，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：