聚(β-氨基酯)在制备提高基因药物对细胞转染效率的试剂中的应用的制作方法

本发明涉及基因药物转染，尤其涉及聚(β-氨基酯)作为转染载体在制备提高基因药物对人结肠癌细胞转染效率的试剂中的应用。

背景技术：

1、随着人类基因组计划的完成，越来越多的疾病相关基因被发现。因此，基因治疗已经成为预防和治疗各种遗传性和获得性疾病的最有前途的方法之一。值得注意的是，几种小干扰rna和信使核糖核酸疗法已获得美国食品和药物管理局(fda)的批准，用于治疗遗传性转甲状腺素淀粉样变性。要充分释放基因治疗的治疗潜力，必须解决两个关键方面。首先，大规模合成高稳定性的dna和rna是必不可少的，这一壮举是由于生物技术的快速进步而成为可能的。其次，开发安全高效的基因传递载体至关重要。裸露的dna和rna是高相对分子质量的生物大分子，携带大量的负电荷，这使得它们很难被靶细胞有效地吸收。此外，它们很容易被普遍存在的核酸酶降解。因此，直接给药裸dna和rna通常只产生最小的治疗效果。从这个角度来看，迫切需要开发临床上可靠的基因传递载体，以克服这些限制，并增强dna和rna治疗药物对预期细胞或组织的传递。

2、到目前为止，已经开发了一系列广泛的基因传递载体。病毒基因载体通常表现出更高的基因转染率，但与插入突变的潜在风险有关，尽管目前大多数临床试验仍然严重依赖病毒基因载体。相比之下，非病毒基因传递载体，包括脂质、脂质纳米粒(lnps)、聚合物、无机纳米粒等，提供了更好的安全性，但通常表现出较低的基因转染率。通过对化学成分、拓扑结构和转染参数的精心优化，人们已经做出了广泛的努力，以最大化非病毒基因载体的安全性和转染效率。在迄今为止开发的各种非病毒基因载体中，聚(β-氨基酯)paes是最有前途的候选基因之一。这些聚合物在基因转染方面显示出了巨大的潜力。lynn和langer于2000年首次引入pae用于基因转染。paes可以在温和的反应条件下，通过胺与二丙烯酸酯或三丙烯酸酯的共轭加成反应合成。各种商业上可获得的胺和丙烯酸酯的可用性使得能够通过简单地调整单体组合和原料比例来灵活地调节化学成分、相对分子质量和末端官能度。利用高通量合成技术，anderson等人成功地制备了超过2350个线性pae(lpae)。通过对基因转染效率和安全性的系统评估，他们确定了几种lpae，它们在不同类型的细胞中表现出优越的转染能力，甚至在人类干细胞中的基因输送性能方面与病毒载体相媲美。还建立了paes的化学组成、相对分子质量、末端官能度和转染性之间的关系。最有效的lpae进一步演变为商业化产品xfect。认识pae拓扑结构的关键作用和末端基团数目来决定它们的整体基因转染效率，我们开发了高度分支的paes(hpaes)，星形pae(spae)，和环状pae(cpaes)。结果表明，树枝状和星形结构显著提高了paes的基因转染率，而环状结构则降低了paes的细胞毒性。这些进展突显了pae作为多功能和有效的非病毒基因递送载体的潜力，提供了高安全性和高效的转染能力。但是不同载体对不同细胞的转染效率不同，因此，有必要寻找特定细胞的特定转染载体。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供聚(β-氨基酯)作为转染载体在制备提高基因药物对细胞转染效率的试剂中的应用。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了聚(β-氨基酯)在制备提高基因药物对细胞转染效率的试剂中的应用。

4、优选的，所述聚(β-氨基酯)为p-philic、p-phobic、r-amphilic或b-amphilic。

5、优选的，所述聚(β-氨基酯)与基因药物的质量比为5～20:1。

6、优选的，所述细胞为人结肠癌细胞、人输尿管上皮永生化细胞、人膀胱移行癌细胞或人软骨肉瘤细胞。

7、优选的，所述人结肠癌细胞为hct-116。

8、优选的，所述聚(β-氨基酯)为r-amphilic时，所述r-amphilic与基因药物的质量比为4～6：1。

9、优选的，所述聚(β-氨基酯)为p-philic时，所述p-philic与基因药物的质量比为8～12：1。

10、本发明提供了四种聚(β-氨基酯)作为基因药物载体在细胞转染试剂中的应用。在人膀胱移行细胞癌(um-uc-3)中，亲水性pae(p-philic)和两亲性pae随机共聚物(r-amphilic)表现出相对较高的基因转染率，而在人膀胱上皮永生化细胞(sv-huc-1)中，疏水性pae(p-phobic)、r-amphilic和两亲性pae嵌段共聚物(b-amphilic)表现出较高的基因转染率。无论细胞类型如何，两亲性pae嵌段共聚物(b-amphilic)的基因转染率往往较低。此外，在人结肠癌细胞(hct-116)中，p-philic和r-amphilic分别在高和低聚合物/dna重量比下获得了更高的基因转染率。重要的是，r-amphilic可以有效地将编码肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体(trail)的基因转移到人软骨肉瘤细胞sw1353中，诱导其凋亡，这突显了它在癌症基因治疗中的潜在应用。

技术特征：

1.聚(β-氨基酯)在制备提高基因药物对细胞转染效率的试剂中的应用。

2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述聚(β-氨基酯)为p-philic、p-phobic、r-amphilic或b-amphilic。

3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述聚(β-氨基酯)与基因药物的质量比为5～10:1。

4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述细胞为人结肠癌细胞、人输尿管上皮永生化细胞、人膀胱移行癌细胞或人软骨肉瘤细胞。

5.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述人结肠癌细胞为hct-116。

6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述聚(β-氨基酯)为r-amphilic时，所述r-amphilic与基因药物的质量比为4～6：1。

7.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述聚(β-氨基酯)为p-philic时，所述p-philic与基因药物的质量比为8～12：1。

技术总结本发明提供了聚(β‑氨基酯)在制备提高基因药物对细胞转染效率的试剂中的应用，本发明属于基因转染技术领域。本发明提供了四种聚(β‑氨基酯)作为基因药物载体在细胞转染试剂中的应用。在人结肠癌细胞(HCT‑116)中，P‑Philic和R‑Amphilic分别在高和低聚合物/DNA重量比下获得了更高的基因转染率。重要的是，R‑Amphilic可以有效地将编码肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体(TRAIL)的基因转移到人软骨肉瘤细胞SW1353中，诱导其凋亡，这突显了它在癌症基因治疗中的潜在应用。技术研发人员：郭磊,张志永,周德重,陈争菊,张兴嵩,黄冬冬,孟庆磊受保护的技术使用者：北京百替生物技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5