一种核酸载体及其用途制造技术

本发明专利技术属于生物医药领域，涉及一种核酸载体及其用途。本发明专利技术还涉及含有所述核酸载体和核酸分子的复合物，以及所述核酸载体/核酸分子复合物的制备方法及用途。具体地，本发明专利技术涉及一种核酸载体，其为式I所示的化合物或其可药用盐。本发明专利技术的核酸载体具有很高的转染效率，并且具有制备方法简单，细胞毒性低等优点，为基因治疗提供了有效的技术手段。A–B–C–D式I。

A Nucleic Acid Carrier and Its Application

The invention belongs to the field of biomedicine, and relates to a nucleic acid carrier and its use. The invention also relates to a complex containing the nucleic acid carrier and the nucleic acid molecule, as well as a preparation method and application of the nucleic acid carrier/nucleic acid molecule complex. Specifically, the present invention relates to a nucleic acid carrier, which is a compound shown in formula I or a medicinal salt thereof. The nucleic acid carrier of the invention has high transfection efficiency, simple preparation method, low cytotoxicity, etc., and provides an effective technical means for gene therapy. A-B-C-D I.

【技术实现步骤摘要】
一种核酸载体及其用途
本专利技术属于生物医药领域，涉及一种核酸载体及其用途。本专利技术还涉及含有所述核酸载体和核酸分子的复合物，以及所述核酸载体/核酸分子复合物的制备方法及用途。
技术介绍
美国食品药品管理局(FDA)将基因治疗定义为通过转录或翻译、转运和/或整合到宿主基因组中的外源基因进行治疗疾病的一种治疗方法。基因治疗是治疗癌症、单基因疾病、心血管疾病和神经性疾病等的潜在的最有效的治疗方法。自1990年，基因治疗第一次进入临床试验开始，全球已经有超过1800例基因治疗临床试验开展。我国更是在2004年，成为第一个在市场上引进基因药物(Gendicine)的国家。由于用于基因治疗的核酸药物分子具有分子量大、富含大量负电荷以及极易降解等特点，目前基因治疗面临的最大难题是缺乏理想的转运载体，因此寻找高效、安全的基因转运载体成为研究的重点。目前开展的临床试验大多采用腺病毒和逆转录病毒作为基因药物的载体，但病毒载体的缺点在于转运能力低、使用成本高昂和潜在的安全性问题等。在1994年，因为在临床试验中使用病毒基因载体造成病人死亡，致使基因治疗研究一度陷入停滞。因此，近些年非病毒类载体研究发展迅速，包括脂质体、阳离子聚合物和多肽等。非病毒载体转运基因药物多数通过自身的阳离子与基因药物的阴离子之间的离子相互作用负载DNA或RNA，形成较小尺度的纳米颗粒，转运DNA或RNA进入宿主细胞，进而整合到宿主基因组中进行表达。多肽以其较好的生物相容性、功能多样性和易于合成等特点成为基因治疗载体的较好选择。细胞透膜肽(Cell-PenetratingPeptides,CPPs)是一类能够高效介导核酸、蛋白等生物大分子透过细胞膜进入细胞的一类短肽，一般肽序列长度不超过30个氨基酸，大部分透膜肽富含赖氨酸和精氨酸等碱性氨基酸。其中，TAT(49-57)(HIVtatprotein)是细胞透膜蛋白肽片段中可完全行使细胞透膜功能且无细胞毒性的最小片段，TAT(49-57)肽序列为Arg-Lys-Lys-Arg-Arg-Gln-Arg-Arg-Arg(RKKRRQRRR，SEQIDNO：7)。该段透膜肽可以通过在生理条件下其碱性氨基酸的正电荷与核酸的负电荷结合，负载核酸进而通过内吞作用介导核酸进入细胞，并且TAT肽片段有一定的细胞核靶向能力。然而，通过内吞作用进入细胞的TAT/DNA或RNA复合体首先进入内涵体(endosome，一种内部呈酸性环境的脂膜结构)，最终运送至溶酶体降解。富含精氨酸的透膜肽肽序列Rn(n＝6－10)也具有和TAT相似的特性。由于TAT和Rn缺乏逃逸内涵体的能力，因此很难单独作为递送DNA的载体达到理想的转染效率。实现内涵体逃逸的方法主要有两种，一种是利用酸性环境(pH<6.0)下具有离子缓冲作用的材料，通过质子泵作用破坏内涵体，使DNA或RNA复合体逃逸；另一种是利用带有α-螺旋双亲性结构的多肽与脂膜作用，形成空洞，释放出来DNA或RNA复合体。组氨酸能够在酸性的内涵体中不断吸收质子，通过“质子海绵”效应涨破内涵体，进而起到破坏内涵体脂质囊泡的作用。层粘连蛋白(laminin,LN)是一种大分子胶原糖蛋白。随着对LN的深入研究，发现LN具有多种生物学作用：促进细胞的粘着、铺展、有丝分裂、加速神经轴突生长及细胞移动，并诱导细胞分化，还与形态发生和肿瘤转移有关。层粘连蛋白受体(LN-R)广泛存在于上皮细胞、内皮细胞、周围神经细胞、巨噬细胞以及大部分肿瘤细胞表面，在体外与LN的结合表现出高亲和性、竞争性、浓度与时间依赖性。当恶性肿瘤发生转移时，细胞表面的LN-R与LN粘附是肿瘤细胞与基底膜相互作用关键的一步，为肿瘤黏附、侵袭突破基底膜提供了分子基础；同时LN-R不仅能促进细胞在LN基质上黏附，而且能诱导细胞的趋化性迁移和IV型胶原酶的分泌；也发现早期阶段的LN-R和LN对肿瘤的新生血管形成至关重要。目前，尚需要开发转染效率高、细胞毒性低的新的核酸载体。
技术实现思路
本专利技术人经过深入的研究和创造性的劳动，得到了一种核酸载体即式I化合物。本专利技术人惊奇地发现，该核酸载体具有较高转染效率并且细胞毒性较低。此外，该核酸载体还能够较好地实现内涵体逃逸。由此提供了下述专利技术：本专利技术的一个方面涉及式I所示的化合物，或其药学上可接受的盐，A–B–C–D式I其中，A表示细胞透膜肽，B表示内涵体逃逸片段，C表示一个或多个Lys，和/或一个或多个Arg，或者C缺失，D表示层粘连蛋白受体靶向片段，并且A和B之间，B和C之间，和/或C和D之间，为直接连接或者通过连接接头连接；优选地，式I化合物还连接有一个或多个疏水分子E，并且所述疏水分子E连接在所述式I化合物中的Lys和/或Arg的侧链的氨基上。所述直接连接可以是，例如A和B之中的一个的羧基和另一个的氨基之间形成酰胺键。B和C之间、C和D之间也可做类似理解。所述连接接头，包括但不限于：一个或多个Gly、一个或多个Lys、和/或者一个或多个Cys。所述多个可以是例如2－20个、2－15个、2－10个、2－8个、2－6个、2个、3个、4个、5个或6个。所述A和B之间，B和C之间，以及C和D之间的连接接头可以相同或不同。连接接头与A、B、C或D的连接也是通过羧基和氨基形成酰胺键连接。在本专利技术的一个实施方案中，所述的式I化合物或其药学上可接受的盐，其特征在于如下的(1)－(5)项中的任意一项或者多项：(1)所述细胞透膜肽选自TAT、Rn(n＝6、7、8、9或10)、penetratin、MAP、pVEC、MPG、MPGΔNLS、Stearyl-R8、EB1和Tat-DRBD中的任意一种或者多种；(2)所述内涵体逃逸片段为质子泵内涵体逃逸片段，优选地，为一个或多个His，例如4－10、4－8、4－6、4、5、6、7或8个His；优选为6个His；(3)所述层粘连蛋白受体靶向片段为YIGSR(SEQIDNO：17)或YIGSK(SEQIDNO：18)；(4)所述疏水分子选自碳原子数大于或等于12的脂肪酸(例如硬脂酸、棕榈酸、油酸、亚油酸、软脂酸)、胆固醇和磷脂；(5)所述疏水分子连接在C中的Lys和/或Arg的侧链的氨基上。在本专利技术的一个实施方案中，所述的式I化合物或其药学上可接受的盐，其中，所述化合物如SEQIDNO:1、SEQIDNO:2或SEQIDNO:4所示。在本专利技术的一个实施方案中，所述的式I化合物或其药学上可接受的盐，其中，氨基酸序列的N末端乙酰化和/或C末端酰胺化。根据本专利技术中任一项所述的式I化合物或其可药用盐或者本专利技术的复合物，其用于基因治疗。在本专利技术中，组氨酸中咪唑基的pKa约为6.0，能够在酸性内涵体中大量吸收质子，形成“质子海绵”效应，造成内涵体的破裂。不拘于理论的限制，通过连接疏水性分子，提供疏水性环境，有利于带正电荷的亲水性氨基酸与带负电荷的核酸药物充分接触，进而形成稳定致密的纳米复合物，有利于细胞的摄取，可以通过疏水相互作用提高聚集体的局部浓度，进而提高局部电荷密度，提高DNA或RNA的负载能力、提高核酸载体/DNA或RNA复合体的稳定性，同时，通过其疏水性烷基链与细胞膜的融合作用，进而有效提高透膜效率和破坏内涵体的能力。在本专利技术的一个实施方案中，所述核酸载本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.式I所示的化合物，或其药学上可接受的盐，A–B–C–D式I其中，A表示细胞透膜肽，B表示内涵体逃逸片段，C表示一个或多个Lys，和/或一个或多个Arg，或者C缺失，D表示层粘连蛋白受体靶向片段，并且A和B之间，B和C之间，和/或C和D之间，为直接连接或者通过连接接头连接；优选地，式I化合物还连接有一个或多个疏水分子E，并且所述疏水分子E连接在所述式I化合物中的Lys和/或Arg的侧链的氨基上。

【技术特征摘要】
1.式I所示的化合物，或其药学上可接受的盐，A–B–C–D式I其中，A表示细胞透膜肽，B表示内涵体逃逸片段，C表示一个或多个Lys，和/或一个或多个Arg，或者C缺失，D表示层粘连蛋白受体靶向片段，并且A和B之间，B和C之间，和/或C和D之间，为直接连接或者通过连接接头连接；优选地，式I化合物还连接有一个或多个疏水分子E，并且所述疏水分子E连接在所述式I化合物中的Lys和/或Arg的侧链的氨基上。2.根据权利要求1所述的式I化合物或其药学上可接受的盐，其特征在于如下的(1)－(7)项中的任意一项或者多项：(1)所述细胞透膜肽选自TAT、Rn(n＝6、7、8、9或10)、penetratin、MAP、pVEC、MPG、MPGΔNLS、Stearyl-R8、EB1和Tat-DRBD中的任意一种或者多种；(2)所述内涵体逃逸片段为质子泵内涵体逃逸片段，优选地，为一个或多个His，例如4－8个His，优选为6个His；(3)所述层粘连蛋白受体靶向片段为如SEQIDNO:17或SEQIDNO:18所示；(4)所述疏水分子选自碳原子数大于或等于12的脂肪酸(例如硬脂酸、棕榈酸、油酸、亚油酸或软脂酸)、胆固醇和磷脂；(5)所述疏水分子连接在C中的Lys和/或Arg的侧链的氨基上；(6)所述连接接头为一个或多个Gly、一个或多个Lys或者一个或多个Cys；(7)式I化合物的氨基酸序列的N末端乙酰化和/或C末端酰胺化。3.根据权利要求1或2所述的式I化合物或其药学上可接受的盐，其中，所述化合物如SEQIDNO:1、SEQIDNO:2或SEQIDNO:4所示。4.一种复合物，其包含权利要求1至3中任一权利要求所述的式I化合物或其药学上可接受的盐，以及核酸分子。5.根据权利要求4所述的复合物，其中，所述式I...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆斌，康子瑶，孟昭，孙超，杨森，刘克良，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事医学科学院毒物药物研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11