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基于硫辛酸形成的siRNA胶束及其制备方法和应用技术

技术编号:43356502 阅读:1 留言:0更新日期:2024-11-19 17:42
本发明专利技术属于医药技术领域,具体涉及基于硫辛酸形成的siRNA胶束及其制备方法和应用。本发明专利技术以天然小分子LA作为基本单元,通过一系列缩合反应,合成硫辛酸材料LA<subgt;n</subgt;‑DBCO,然后与叠氮修饰的siRNA通过点击化学反应以共价键连接形成一端亲水和一端疏水的siRNA‑LA<subgt;n</subgt;二嵌段偶联物,然后在水环境中通过亲疏水作用力自组装形成球形核酸纳米粒子。本发明专利技术基于LA制备的siRNA胶束,其物理化学性质稳定,有效保护siRNA免受核酸酶降解,能够装载siRNA递送至脑部肿瘤部位,在GBM的治疗中,针对PLK1靶点有效治疗脑胶质瘤。同时,在PD的治疗过程中,能够有效改善PD小鼠的运动功能障碍。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医药,具体涉及基于硫辛酸形成的sirna胶束及其制备方法和应用。


技术介绍

1、脑胶质瘤(glioblastoma,gbm)是起源于神经系统胶质细胞的肿瘤,是成人中占主导地位且具有高度侵袭性的原发性脑肿瘤,是最常见的恶性原发性脑肿瘤,约占中枢神经系统的所有肿瘤的45.2%。其特征是细胞异质性,并入侵整个大脑,所以不可治愈。现有的手术切除结合放化疗辅助的治疗手段不能显著改善患者的预后和中位生存期,化学药物治疗效果差很大程度上是因为它们的血脑屏障(blood-brain barrier,bbb)的渗透性较差,在肿瘤组织中的药物积累浓度难以达到有效的治疗浓度。因此,开发其他更加有效的治疗手段十分重要。

2、近年来,神经退行性疾病的发病率逐年升高,帕金森病(parkinson's disease,pd)是仅次于阿兹海默症的第二大神经退行性疾病,进程缓慢,在65岁以上人群中发病率高,致残率高,并且发病率逐年升高。现阶段,pd并无有效的治疗方法,大多数治疗方法只能减缓疾病的进展,并不能治愈pd,因此需要开发新的药物来解决pd的治疗难题,bbb在pd的治疗过程中也是一大阻碍。

3、bbb是一个高选择性的半透膜,由血管内皮细胞、周细胞、星形胶质细胞和基底膜组成,其主要功能是根据大脑生理需求调节血液和中枢神经系统之间的物质交换。bbb的选择性限制了大多数的化疗药物和生物技术药物的渗透。因此,bbb的存在为开发脑部疾病的治疗药物带来了挑战。

4、传统的治疗药物无法穿越bbb,难以到达脑组织发挥治疗作用。如亲水性小分子和大分子生物制剂(如sirna/mrna、单克隆抗体和抗体-药物偶联物等)的脑部积累被bbb显著阻断。因此,bbb的存在对于脑部疾病的治疗是一把双刃剑。为了改善gbm的治疗和预后,增强整个bbb的药物渗透非常重要。

5、近些年来,随着脑肿瘤和一些神经退行性疾病在基因水平上的疾病发生与发展的相应机制的深入研究,基因药物治疗方式日益受到人们的关注,小干扰rna(smallinterfering rna,sirna)等核酸药物是继小分子化药和抗体之后的第三代药物,具有特异性强、治疗效率高、毒副作用小、筛选过程简单和应用领域广的优势。sirna可以特异性沉默编码致病蛋白的基因,能够为gbm和pd等脑部疾病的治疗提供新的手段。但是sirna在体内治疗的应用中存在着难以抵抗核酸酶的降解、半衰期短、组织渗透能力差和细胞摄取低效等局限。因此,需要开发有效的递送载体。

6、纳米颗粒改善了核酸药物的药代动力学,在以治疗浓度递送核酸药物的同时最大限度地保护核酸药物不被降解,能够减少非特异性免疫反应的纳米颗粒正在被积极研究和临床试验。

7、最早被开发用于sirna递送的载体是脂质纳米颗粒(lipid nanoparticle,lnp),lnp的出现是核酸药物递送的一大重要里程碑,但是,有些阳离子脂质体比较容易引起剂量依赖性毒性,并且会通过引导活性氧中间体(reactive-oxygenintermediate,roi)释放的途径引起肺部炎症和毒性。

8、galnac缀合物递送系统药物能够特异性的靶向至肝脏,给药剂量低且药效持久,副作用小,但其局限性是只能够靶向至肝脏,针对不同器官的sirna药物仍在临床试验中,尤其是能够靶向脑组织用于脑部疾病治疗的sirna药物。

9、近年来的研究表明,球形核酸(spherical nucleic acid,sna)在不需要任何靶向修饰、脂质及阳离子递送载体的辅助下,就可以自然的进入多种类型哺乳动物的细胞,因而球形核酸纳米材料受到广泛的研究。sna是一种无阳离子的核酸纳米结构,一般由两个板块组成,即寡核苷酸和由无机金属材料或有机材料组成的纳米颗粒核心,寡核苷酸紧密有序地排列在纳米核心颗粒表面。sna通过与清道夫受体结合而主动跨细胞膜运输,能够自主进入细胞,从而利于其有效靶向清道夫受体高表达的bbb及gbm细胞。同时,sna表面密集的核酸结构能够抵抗血清中核酸酶的降解延长核酸药物在体内的半衰期。因此,sna作为一种核酸药物递送的新策略受到了广泛的研究。plga、pnipam和pmpc-pdpa等聚合物材料已经被用于开发新型sna,这些高分子聚合物材料能够提供一个疏水的核心结构,从而与外围亲水的核酸结构在水环境中自组装成sna。然而,针对临床试验和新药申报过程中对药物组成结构明确、材料长期安全性等要求,高分子聚合物材料的分子量分散性及非降解特性,导致目前开发的高分子sna面向临床转化难度进一步升级。因此,开发一种简单可行、安全高效并易于实现临床转化的sna纳米材料就显得十分有意义。

10、硫辛酸(α-lipoic acid,la)是一种生物体内天然存在的小分子。la类似于一种维他命的物质,能减慢老化速度与消除致病的自由基,具有良好的生物相容性。它的结构由末端羧酸和末端二硫键组成,后者则是一个饱和的五元杂环结构,这种结构赋予了la独特的性质,使其兼具脂溶性与水溶性的特性,经肠道吸收后进入细胞,可以在全身通行无阻,到达任何一个细胞部位,提供人体全面效能,是唯一兼具脂溶性与水溶性的万能抗氧化剂。la不仅可以作为治疗类药品,由于其良好的生物相容性、羧酸基团反应位点和还原敏感等特性,也被广泛的应用于纳米药物递送领域。


技术实现思路

1、为了解决现有的高分子聚合物材料参与制备的高分子sna面向临床转化难度的问题,本专利技术提出了基于硫辛酸形成的sirna胶束。本专利技术的sirna胶束结构安全、无毒,可以作为一种rnai纳米药物,其中硫辛酸作为内源性物质,不仅生物相容性良好,还具有抗氧化和抗炎的生物活性,纳米胶束粒径约为45 nm。

2、本专利技术采用以下技术方案:

3、本专利技术的sirna胶束是以sirna-lan二嵌段偶联物在水环境中自组装形成的球形核酸纳米粒子。其中n表示正整数。

4、在进一步的优选方案中,n=1~6。

5、本专利技术以天然小分子la作为基本单元,通过一系列缩合反应,合成一定缩合度的硫辛酸材料lan-dbco,然后与叠氮修饰的sirna通过点击化学反应以共价键连接形成一端亲水和一端疏水的sirna-lan二嵌段偶联物,然后在水环境中通过亲疏水作用力自组装形成球形核酸纳米粒子,即sirna胶束。其中,所述叠氮修饰的sirna是在在每条sirna的正义链的5’端修饰一个叠氮基团。

6、sirna胶束的制备具体包括如下步骤:

7、步骤1:以天然小分子la作为基本单元,通过缩合反应,合成一定缩合度的硫辛酸材料lan-dbco;lan-dbco的合成为:将la和dbco类化合物通过缩合反应直接得到lan-dbco,或者采用linker将la和dbco类化合物通过缩合反应得到lan-dbco,其中dbco类化合物包括dbco-nh2、dbco-acid、dbco-nhs中的一种,所述linker包括1,4,7,10-四氮杂环十二烷和fmoc- 本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于硫辛酸形成的siRNA胶束,其特征在于,所述siRNA胶束是以siRNA-LAn二嵌段偶联物在水环境中自组装形成的球形核酸纳米粒子;其中n表示正整数。

2.根据权利要求1所述的基于硫辛酸形成的siRNA胶束,其特征在于,n=1~6。

3.权利要求1或2所述的基于硫辛酸形成的siRNA胶束的制备方法,其特征在于,以硫辛酸作为基本单元,通过缩合反应,合成LAn-DBCO,然后与叠氮修饰的siRNA通过点击化学反应以共价键连接形成一端亲水和一端疏水的siRNA-LAn二嵌段偶联物,接着在水环境中通过亲疏水作用力自组装形成球形核酸纳米粒子,即siRNA胶束。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述叠氮修饰的siRNA是在每条siRNA的正义链的5’端修饰一个叠氮基团。

5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤2包括:

7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤3包括:

8.权利要求1或2所述的基于硫辛酸形成的siRNA胶束在制备治疗脑部疾病的药物中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,所述脑部疾病为脑胶质瘤,siRNA胶束中的siRNA为靶向PLK1蛋白的特异性siRNA;

10.权利要求1或2所述的基于硫辛酸形成的siRNA胶束在制备抗氧化药物或抗炎药物中的应用。

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【技术特征摘要】

1.基于硫辛酸形成的sirna胶束,其特征在于,所述sirna胶束是以sirna-lan二嵌段偶联物在水环境中自组装形成的球形核酸纳米粒子;其中n表示正整数。

2.根据权利要求1所述的基于硫辛酸形成的sirna胶束,其特征在于,n=1~6。

3.权利要求1或2所述的基于硫辛酸形成的sirna胶束的制备方法,其特征在于,以硫辛酸作为基本单元,通过缩合反应,合成lan-dbco,然后与叠氮修饰的sirna通过点击化学反应以共价键连接形成一端亲水和一端疏水的sirna-lan二嵌段偶联物,接着在水环境中通过亲疏水作用力自组装形成球形核酸纳米粒子,即sirna胶束。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,...

【专利技术属性】
技术研发人员:郑蒙师冰洋范梦雨乔雍涵
申请(专利权)人:河南大学
类型:发明
国别省市:

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