一种氨基吡咯烷修饰的两亲性含磷树冠大分子纳米胶束及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种氨基吡咯烷修饰的两亲性含磷树冠大分子纳米胶束及其制备和应用。该制备方法包括：1，3

【技术实现步骤摘要】
一种氨基吡咯烷修饰的两亲性含磷树冠大分子纳米胶束及其制备和应用


[0001]本专利技术属于基因传递纳米材料及其制备和应用领域，特别涉及一种氨基吡咯烷修饰的两亲性含磷树冠大分子纳米胶束及其制备和应用。

技术介绍

[0002]基因治疗是指借助于一定的载体或手段将功能性外源基因导入靶细胞中，通过外源基因的表达产物或外源基因抑制靶基因的转录或翻译，以纠正或补偿缺陷和异常基因引起的疾病，从而介入疾病的治疗。目前基因治疗研究面临的严峻挑战之一是缺乏一种安全高效的递送载体。在基因递送载体系统中，主要包含病毒载体和非病毒载体。病毒载体转染效率高，但是生物安全性较差。相比之下，非病毒载体具备低细胞毒性、无免疫原性、高基因上载量等优点，成为了广大研究者的关注焦点。
[0003]非病毒载体中，树状大分子由于具备高度支化的三维立体结构和丰富的表面基团被广泛应用于基因传递研究。其中，含磷树状大分子由于其精准可控的三维结构和表面化学，受到了研究者的广泛关注。随着纳米生物技术的不断发展，含磷树状大分子作纳米载体，已经广泛应用于多种抗肿瘤和抗炎药物与治疗性基因递送。同时，具有独特生物活性的含磷树状大分子自身也用于抗炎和抗肿瘤治疗研究。已有研究表明，第3代氨基吡咯烷修饰的含磷树状大分子因其具有良好的酸解离常数，表现出优异的基因负载能力，可以高效负载治疗性基因(TNF
‑
αsiRNA)用于小鼠急性肺损伤基因治疗(Bohr et al,Biomacromolecules,2017,18(8),2379
‑
2388)。在此基础上，研究者进一步探索了含磷树状大分子的代数不同(1～3代)对于基因传递效率的影响。对于氨基吡咯烷修饰的含磷树状大分子，随着代数的增加，基因传递效率会逐步降低，且第1代含磷树状大分子的基因转染效率最高(Chen et al,Biomacromolecules,2020,21,2502
‑
2511)。由于肿瘤和炎症类疾病治病机制极其复杂，单一的治疗方式难以达到最佳治疗效果，含磷树状大分子的刚性分子结构和有限的内部空腔限制了其对药物的负载能力。为了解决这个问题，作为含磷树状大分子家族重要成员之一的两亲性含磷树冠大分子受到了研究者的关注。两亲性含磷树冠大分子是一种具有疏水内核部分和亲水端基部分的树冠大分子，其在水溶液中能够形成尺寸均一的纳米胶束。其疏水的内部空腔结构，可以通过物理包裹负载药物(例如阿霉素)，树冠大分子表面的质子化基团可以静电吸附治疗性基因(例如miRNA21 inhibitor)，可以实现三阴性乳腺癌的基因治疗和化疗联合治疗(陈亮.一种含磷树冠大分子杂化纳米材料及其制备和应用,中国,CN202010448126.0,2020
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09
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04)。尽管含磷树冠大分子已被用于基因治疗研究，但其与相同代数含磷树状大分子的基因传递效率差异还未被进一步探讨。研究人员通过向含磷树状大分子的内核部分引入疏水烷基长链构建了两亲性含磷树冠大分子，其物理化学结构与性质的改变是否会影响其基因传递能力，这一点值得进一步研究。
[0004]肺泡巨噬细胞在急性肺损伤、急性呼吸窘迫综合征和肺炎等肺部疾病的发生发展过程中起着至关重要的作用，其中M1型巨噬细胞主导促炎作用，M2型巨噬细胞主导抑炎反
应和组织修复作用。M1型肺泡巨噬细胞，一方面可以释放一氧化氮(NO)等有毒物质直接对肺组织造成损伤，另一方面分泌大量促炎性细胞因子(TNF
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α、IL
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1β和IL
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6)等，加速机体炎症，损伤肺泡上皮细胞和肺毛细血管内皮细胞，导致肺水肿和肺换气功能障碍。M2巨噬细胞可增强抑炎性细胞因子(IL
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10、Arg
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1和CD206)表达，限制促炎细胞因子水平,通过分泌纤连蛋白1和TGF
‑
β促进宿主组织的修复，减少肺泡上皮细胞的损伤。这两种亚型的肺泡巨噬细胞在急性肺损伤病程中的作用并不完全孤立，在一定的条件下可以互相转化，通过调节M1与M2型的平衡可以有效清除炎症介质和细胞因子促进肺损伤的修复。因此，M1与M2型巨噬细胞的极化不平衡和相互转化为治疗炎症类疾病提供了契机。
[0005]检索国内外相关文献和专利结果表明：中国专利CN202010448126.0公开了一种含磷树冠大分子杂化纳米材料及其制备和应用，第1代氨基吡咯烷修饰的含磷树冠大分子纳米胶束可以同时负载治疗性基因和疏水性化疗药物，应用于三阴性乳腺癌的联合治疗。中国专利CN202010059060.6公开了一种含磷树状大分子基杂化纳米材料及其制备方法和应用，相比于第2代和第3代含磷树状大分子，第1代氨基吡咯烷修饰的含磷树状大分子的基因转染效率最高。然而，通过向含磷树状大分子内核部分引入疏水的脂肪酸长链得到两亲性含磷树冠大分子，其物理化学性质的改变对于基因传递能力的影响研究尚未报道。另外，第1代氨基吡咯烷修饰的含磷树状大分子具备优良的基因传递能力，同时负载两种治疗性基因通过调控巨噬细胞的极化平衡治疗炎症类疾病的研究，尚未见报道。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种氨基吡咯烷修饰的两亲性含磷树冠大分子纳米胶束及其制备和应用，以填补现有技术的空白。
[0007]本专利技术提供一种氨基吡咯烷修饰的两亲性含磷树冠大分子，其结构式如下：
[0008][0009]本专利技术还提供一种氨基吡咯烷修饰的两亲性含磷树冠大分子材料的制备方法，包括：
[0010](1)将1
‑
十二胺溶于溶剂1中，加入无水硫酸钠，得到1
‑
十二胺溶液，将5
‑
羟基间苯二甲酸溶于溶剂2中，加入1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐EDC
·
HCl活化，然后加入1
‑
十二胺溶液反应，纯化，真空干燥，得到1，3
‑
双十二烷基
‑5‑
羟基间苯二甲酰胺；
[0011](2)将步骤(1)中1，3
‑
双十二烷基
‑5‑
羟基间苯二甲酰胺溶于溶剂中，加入无水碳酸钾，冰浴，加入修饰有五个对羟基苯甲醛的环三磷腈AB5溶液，反应，纯化，真空干燥，得到第0.5代的含磷树冠大分子；
[0012](3)将步骤(2)中第0.5代的含磷树冠大分子溶于溶剂中，加入无水硫酸钠，冰浴，加入修饰有一个甲基肼的硫代磷酰氯MMHPSCl2溶液，反应，纯化，真空干燥，得到第1代的含磷树冠大分子；
[0013](4)将步骤(3)中第1代的含磷树冠大分子溶于溶剂中，逐滴加入N,N
‑
二异丙基乙基胺，冰浴，再逐滴加入1
‑
(2
‑
氨基乙基)吡咯烷，搅拌反应，旋转蒸发，纯化，真空干燥，得到
吡咯烷修饰的含磷树冠大分子；
[0014](5)将步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氨基吡咯烷修饰的两亲性含磷树冠大分子，其结构式如下：2.一种如权利要求1所述氨基吡咯烷修饰的两亲性含磷树冠大分子材料的制备方法，包括：(1)将1
‑
十二胺溶于溶剂1中，加入无水硫酸钠，得到1
‑
十二胺溶液，将5
‑
羟基间苯二甲酸溶于溶剂2中，加入1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐EDC
·
HCl活化，然后加入1
‑
十二胺溶液反应，纯化，真空干燥，得到1，3
‑
双十二烷基
‑5‑
羟基间苯二甲酰胺；(2)将步骤(1)中1，3
‑
双十二烷基
‑5‑
羟基间苯二甲酰胺溶于溶剂中，加入无水碳酸钾，冰浴，加入修饰有五个对羟基苯甲醛的环三磷腈AB5溶液，反应，纯化，真空干燥，得到第0.5代的含磷树冠大分子；(3)将步骤(2)中第0.5代的含磷树冠大分子溶于溶剂中，加入无水硫酸钠，冰浴，加入修饰有一个甲基肼的硫代磷酰氯MMHPSCl2溶液，反应，纯化，真空干燥，得到第1代的含磷树冠大分子；(4)将步骤(3)中第1代的含磷树冠大分子溶于溶剂中，逐滴加入N,N
‑
二异丙基乙基胺，冰浴，再逐滴加入1
‑
(2
‑
氨基乙基)吡咯烷，搅拌反应，旋转蒸发，纯化，真空干燥，得到吡咯烷修饰的含磷树冠大分子；(5)将步骤(4)中吡咯烷修饰的含磷树冠大分子溶于溶剂中，冰浴，逐滴加入氯化氢的乙醚溶液，搅拌反应，旋转蒸发，真空干燥，得到氨基吡咯烷修饰的两亲性含磷树冠大分子纳米材料。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中溶剂1为甲醇；溶剂2为无水二氯甲烷；5
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【专利技术属性】
技术研发人员：史向阳，李锦，陈亮，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：