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一种小干扰rna药物的给药系统和制剂制作方法

  • 专利名称
    一种小干扰rna药物的给药系统和制剂制作方法
  • 发明者
    不公告发明人
  • 公开日
    2012年10月17日
  • 申请日期
    2011年4月13日
  • 优先权日
    2011年4月13日
  • 申请人
    苏州瑞博生物技术有限公司
  • 文档编号
    A61K47/34GK102727907SQ20111009291
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种核酸转运用载体组合物,含有两亲性高分子聚合物和阳离子脂质2.根据权利要求I所述的核酸转运用载体组合物,其中阳离子脂质为铵盐型的阳离子脂质3.根据权利要求I或2任一项所述的核酸转运用载体组合物,其特征在于两亲性高分子聚合物和阳离子脂质的含量范围为 两亲性高分子聚合物100重量份 阳离子脂质0-20重量份4.根据权利要求3所述的核酸转运用载体组合物,其特征在于两亲性高分子聚合物和阳离子脂质的含量范围为 两亲性高分子聚合物100重量份 阳离子脂质0.001-10重量份5.根据权利要求1-4任一项所述的核酸转运用载体组合物,其中阳离子脂质选自N,N-二羟乙基-N-甲基-N-2-(胆固醇氧羰基氨基)乙基溴化铵、(2,3-二油氧基丙基)三甲基氯化铵、N-(I-(2,3- 二油酰氧基)丙基)_N,N,N-三甲基氯化铵中的至少一种6.根据权利要求1-4任一项所述的核酸转运用载体组合物,其中两亲性高分子聚合物选自聚乙二醇-聚乳酸两嵌段或三嵌段共聚物或聚乙二醇-聚(乳酸乙醇酸)两嵌段或三嵌段共聚物中的至少一种7.根据权利要求6所述的核酸转运用载体组合物,所述聚乙二醇嵌段分子量范围为550 100008.根据权利要求6所述的核酸转运用载体组合物,聚乳酸嵌段数均分子量范围为4800 51000g/mol9.根据权利要求6所述的核酸转运用载体组合物,聚(乳酸乙醇酸)嵌段数均分子量范围为 10000 50000g/mol10.根据权利要求1-9任一项所述的核酸转运用载体组合物,其特征在于所述组合物形成直径为50-250纳米的纳米颗粒11.根据权利要求10所述的核酸转运用载体组合物,其特征在于所述纳米颗粒表面进行化学修饰、抗体修饰或配体修饰12.根据权利要求1-11任一项所述的核酸转运用载体组合物,所述核酸为小干扰核酸(siRNA)13.一种药物组合物,含有核酸及上述权利要求任一项所述的核酸转运用载体组合物14.根据权利要求13所述的药物组合物,其特征在于核酸、阳离子脂质、两亲性高分子聚合物的质量比为 0. 04/0. 0/100. 0 7. 2/20. 0/100. O15.根据权利要求13或14所述的药物组合物,所述核酸为小干扰核酸(siRNA)16.根据权利要求13-15任一项所述的药物组合物,还含有其他药物17.权利要求14所述药物组合物的制备方法,将两亲性嵌段共聚物和阳离子脂质溶于油相中,加入siRNA水溶液后超声(80瓦,30秒)形成初始乳液,将初始乳液加入到水相中并再次超声(80瓦,2分钟)乳化,将乳液加入到水相中,减压(1000帕)下除去有机溶剂,离心(4°C,30000g,Ih)收集纳米颗粒18.一种核酸导入方法,其特征在于,通过使权利要求13-15任一项所述的药物组合物与细胞接触,使核酸导入到细胞内19.权利要求18所述的核酸导入方法,其特征在于所述核酸为小干扰核酸(siRNA)20.两亲性高分子聚合物及阳离子脂质的组合在制备核酸转运用载体组合物中的用途21.权利要求20所述的两亲性高分子聚合物及阳离子脂质的组合的用途,其特征在于所述核酸为小干扰核酸(siRNA)22.权利要求1-12任一项所述核酸转运用载体组合物在制备抗肿瘤药物中的应用23.根据权利要求22所述的应用,其特征在于所述肿瘤为肝脏肿瘤或乳腺肿瘤
  • 技术领域
    本发明涉及一种聚乙二醇-聚乳酸或者聚乙二醇-聚(乳酸-乙醇酸)两嵌段/三嵌段共聚物(两亲性高分子聚合物)和阳离子脂质材料共同制备的小干扰RNA(SiRNA)的给药系统和制剂
  • 背景技术
  • 具体实施例方式
    本发明所述的核酸药物给药载体由两亲性高分子共聚物(A成分)和阳离子脂质材料(B成分)共同制备而成所述两亲性高分子聚合物是指在一个大分子链上同时含有亲水性和疏水性链段所述两亲性嵌段共聚物中的亲水性链段可以是聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺类、聚甲基丙烯酸氨基酯类、聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸中的一种或两种以上形成的任意均聚物或共聚物所述两亲性嵌段共聚物中的疏水性链段可以是聚乳酸、聚己内酯、聚乙交酯、聚氨基酸和聚磷腈中的一种或两种以上形成的任意均聚物或共聚物这种嵌段共聚物能够在水介质中自组装成胶束或纳米粒,相对疏水性链段聚集成疏水性的核,相对亲水性链段组装成亲水性的壳,具有稳定纳米颗粒、有效躲避生物体内质网系统的捕捉和蛋白质吸附的作用阳离子脂质在此给药系统中的主要作用是通过静电相互作用提高核酸药物在载体中的载药量和包封效率作为本发明的核酸转运用载体组合物中使用的铵盐型阳离子性脂质(以下,有时也表示为“B成分”),只要在药理学上允许即可,没有特殊限制作为其具体例,可以举出二甲基二(十八烷基)溴化铵盐(DDAB)、1,2- 二肉ii蘧酸基-3- 二甲基铵丙烧、1,2- 二油酸基-3- 二甲基铵丙烧(DOTAP)、I, 2- 二油酰基-3-三甲基铵丙烷甲基硫酸盐、I,2- 二棕榈酰基-3 —三甲基铵丙烷、I,2- 二硬脂酰基-3-三甲基铵丙烷、N-(l-(2,3-二油酰氧基)丙基)-N,N,N-三甲基氯化铵(D0TMA)、二肉豆蘧酰基氧基丙基二甲基羟基乙基溴化铵盐(DMRIE)、二油酰氧基丙基二甲基羟基乙基溴化铵(DORIE)、二甲基二(十二烷基)溴化铵、N-(a-三甲基铵基乙酰基)-二(十二烷基)-D-谷氨酸胺盐酸盐、N- (a- 二甲基铵基乙酸基)-0, 0’ -双-(1H, 1H, 2H, 2H-全氟癸烧基)-L-谷氨酰胺盐酸盐、0,0’-二(十二烧酰基)-N-(a_ 二甲基铵基乙酰基)二乙醇胺盐酸盐、甲基烯丙基二(十二烷基)溴化 铵、N-{p-(w-三甲基铵基丁基氧基)-苯甲酰基}-二(十二烷基)-L 一谷氨酰胺盐酸盐、9-(w-三甲基铵基丁基)-3,6-双(十二烷酰基)咔唑溴化物、二甲基二(十八烧基)铵盐酸盐、Ni-二甲基铵基癸酰基-二(十六烧基)-D-谷氨酰胺溴化物、N-{p-(w-三甲基铵基己基氧基)-苯甲酰基} - 二(十四烷基)-L 一谷氨酰胺溴化物、p-(w-三甲基铵基癸基氧基)_p’_辛氧基偶氮苯溴化物盐(MC-1-0810)、p-{w-(b-轻基乙基)二甲基-铵基-癸基氧基}_p’ -辛氧基偶氮苯溴化物盐(MC-3-0810)、0,0’,0”,-三(十二烷酰基)-N-(w-三甲基-铵基癸酰基)-三(羟基甲基)氨基甲烷澳化物盐(TC-1-12) >1,2- _■月桂基_甘油_3-乙基憐酸胆喊、I,2_ _■肉ii蓮酸基_甘油_3-乙基憐酸胆碱、I,2- 二棕榈酰基-甘油-3-乙基磷酸胆碱、I,2- 二硬脂酰基-甘油-3-乙基磷酸胆碱、I,2- 二油酰基-甘油-3-乙基磷酸胆碱、I-棕榈酰基-2-油酰基-甘油-3-乙基磷酸胆碱等上述铵盐型阳离子性脂质可以单独使用I种,也可以任意组合2种以上使用另外,本发明的核酸转运用载体组合物中,对(A)成分和(B)成分的配合比率没有特殊的限制,从将核酸有效地转运至细胞内的观点考虑,相对于100重量份(A)成分,⑶成分可以为0-50重量份另外,相对于本发明的核酸转运用载体的总量,(A)成分和(B)成分的总量例如可以为10-99. 999重量%本发明的核酸转运用载体组合物,除上述(A)及⑶成分之外,还可以含有油性基剂(以下,有时也称为(C)成分)配合油性基剂,利用其特性,由此能够控制核酸转运用载体组合物的核酸导入效率例如通过配合油性基剂调整核酸转运用载体组合物的比重,可以控制细胞和核酸转运用载体组合物的接触性,改善体外的导入效率另外,例如通过配合具有温度感受性功能的油剂作为油性基剂,能够在规定的温度条件下使核酸载体的芯破碎,诱发细胞表面的波动,提高核酸的导入效率进而,例如通过配合具有外部刺激破碎性的油剂作为油性基剂,可以通过外部刺激使核酸载体组合物的芯破碎,诱发细胞表面的波动,提高核酸的导入效率作为本发明的核酸转运用载体组合物中配合的油性基材,例如可以举出,全氟化碳、全氟戊烷、溴代全氟辛烷、全氟己烷、全氟三丁基胺、大豆油、精制大豆油、氢化大豆油、大豆油非皂化物、角鲨烯、蓖麻油、丁香油、三油酸脱水山梨糖醇酯、松节油、红花油、红花油脂肪酸、油酸、棕榈油、菜子油、杂醇油、橄榄油、亚麻仁油、芝麻油、叶绿素油、巴豆油、佛手油、雪松油、橙油、茴香油、桉树油、玉米油、熏衣草油、马郁兰油、柠檬油、棉籽油、椰子油、蛋黄油、玫瑰花油、松油、杏仁油、花生油、山茶油、白樟油、春黄菊油、桂皮油、薄荷油、酯化玉米油、生姜油、罗马春黄菊油、蛇油、留兰香油、向日葵油、可可脂、小麦胚芽油、氧化锌油、氢化油、氢化植物油、轻质液体石蜡、液体石蜡、中链脂肪酸三甘油酯、貂油、苦橙油、聚氧乙烯蓖麻油、聚氧乙烯氢化蓖麻油、聚氧乙烯氢化蓖麻油10、聚氧乙烯氢化蓖麻油100、聚氧乙烯氢化蓖麻油20、聚氧乙烯氢化蓖麻油40、聚氧乙烯氢化蓖麻油5、聚氧乙烯氢化蓖麻油50、聚氧乙烯氢化蓖麻油60、聚氧基35蓖麻油、操作油等上述油性基剂中,全氟戊烷具有温度感受性,具有在29. 5°C下通过沸腾气化的特性另外,全氟己烷、溴代全氟辛烷、及全氟三丁基胺具有下述特性,即具有外部刺激破碎性,在由超声波照射产生的刺激等来自外部的刺激作用下,使载体组合物的芯产生空腔,使其破碎含有该油性基剂时,作为该油性基剂的比例,只要不妨碍本发明的效果即可,没有特殊的限制,例如可以为下述比例,即相对于100重量份上述(A)成分及(B)成分的总量, 该油性基材为0. 1-50重量份,优选为1-30重量份,更优选为5-20重量份进而,本发明的核酸转运用载体组合物中根据需要也可以含有膜融合性脂质(辅助脂质)通过含有上述膜融合性脂质,能够进一步提高核酸向细胞内的转运效率作为上述膜融合性脂质,例如可以举出,二油酰基磷脂酰乙醇胺、二油酰基磷脂酰胆碱、反式磷脂酰基乙醇胺,1,2-双(10,12- 二十三烷二酰基)-磷酸乙醇胺、1,2- 二反油酰基磷酸乙醇胺、1,2_二(十六烷基)磷酸乙醇胺、1,2_二己酰基磷酸乙醇胺、1,2_二月桂酰基磷酸乙醇胺、1,2-二亚油酰基磷酸乙醇胺、1,2-二肉豆蘧酰基磷酸乙醇胺、1,2-二油酰基磷酸乙醇胺、1,2- 二棕榈油酰基磷酸乙醇胺、1,2- 二棕榈酰基磷酸乙醇胺、1,2- 二植烷酰磷酸乙醇胺、1,2- 二硬脂酰基磷酸乙醇胺,I-棕榈酰基-2-油酰基磷酸乙醇胺,I-棕榈酰基-2- (10,12- 二十三烷二酰基)磷酸乙醇胺、I,2- 二油酰基磷酸乙醇胺-N-己酰胺、I,2- 二棕榈酰基磷酸乙醇胺-N —己酰胺、N,N- 二甲基-1,2- 二油酰基磷酸乙醇胺、N,N- 二甲基一 1,2- 二棕榈酰基磷酸乙醇胺.N-十二烷酰基-1,2- 二棕榈酰基磷酸乙醇胺、N-十二烷酰基-1,2- 二油酰基磷酸乙醇胺、1,2- 二油酰基磷酸乙醇胺-N-十二烷基胺、1,2- 二棕榈酰基磷酸乙醇胺-N-十二烷基胺、1,2- 二油酰基磷酸乙醇胺-N-戊二酰、1,2- 二棕榈酰基磷酸乙醇胺-N-戊二酰、I,2-二油酰基磷酸乙醇胺-N-乳糖、I,2-二油酰基磷酸乙醇胺-N-[4 (p—马来酰亚胺甲基)环己烷-羧酸盐]、二棕榈酰磷酸乙醇胺-N_[4(p-马来酸亚胺甲基)环己烷-羧酸盐]、1,2_ 二棕榈酰基磷酸乙醇胺-N-[4 (p-马来酰亚胺苯基)丁酰胺]、1,2_ 二油酰基磷酸乙醇胺-N-[4(p-马来酰亚胺苯基)丁酸盐]、N-甲基-1,2- 二油酰基磷酸乙醇胺、N-甲基-二棕榈酰基磷酸乙醇胺、1,2_ 二油酰基磷酸乙醇胺-N-[3-(2-吡啶二硫)丙酸盐、1,2 — - 二棕榈酰基磷酸乙醇胺-N-[3-(2-吡啶二硫)丙酸盐]、N-(琥珀酰)-1,2- 二油酰基磷酸乙醇胺、N-(琥珀酰)-1,2_ 二棕榈酰基磷酸乙醇胺等其中,在本发明的核酸转运用载体组合物中优选使用二油酰基磷脂酰乙醇胺含有该膜融合性脂质时,作为该膜融合性脂质的比例,只要不妨碍本发明的效果即可,没有特殊的限制,可以举出下述比例,即相对于100重量份上述(A)成分及⑶成分的总量,该膜融合性脂质为1-500重量份,优选为10-250重量份,更优选为25-100重量份根据使用形态,本发明的核酸转运用载体组合物可以含有等渗剂、赋形剂、稀释齐U、增稠剂、稳定剂、缓冲剂、保存剂等各种添加剂上述添加剂的配合量,可以根据核酸转运用载体的使用形态适当地设定本发明的核酸转运用载体组合物通过混合上述(A)成分、(B)成分、及根据需要混合其他成分而制造
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专利名称:一种小干扰rna药物的给药系统和制剂的制作方法小干扰RNA具有特异性抑制致病基因表达的能力以及高效、多样化的特征,近年来已经在肝炎、艾滋病、老年性黄斑病变、禽流感以及癌症等大量疾病的治疗中显示出良好的应用前景。例如Calendo制药公司研发的基于RNA干扰的CALAA-Ol制剂经系统给药后在一期临床试验中显示出治疗癌症的效果。有理由相信,基于siRNA的RNA干扰疗法在不久的将来就可能用于临床治疗。然而,在以治疗人类疾病为目的的体内siRNA给药方面面临着巨大挑战。由于siRNA分子本身穿透细胞膜的能力极差,也不具备靶向功能,而且在生理环境中极不稳定,因此目前siRNA药物研发的瓶颈在于siRNA的给药系统和技术。如何增强siRNA在体内的稳定性和穿透细胞膜的能力,以及增强疾病治疗的细胞和组织靶向性等都是siRNA给药系统急切需要解决的问题。因此siRNA的体内给药系统也已成为发展和实施RNA干扰疗法的一个关键所在。目前用于siRNA给药系统构建的材料包括聚乙烯亚胺(PEI)、去了端肽的精制胶原、一些阳离子脂质体,和化学合成的各种阳离子高分子等。这些载体分子与siRNA溶液互混后通过电荷相互作用得到二者的复合物,从而实现传递siRNA的目的。这类给药系统面临难以放大规模的问题,重复性较差。除了通过电荷相互作用与siRNA形成复合物从而实现siRNA给药的系统和技术外,有部分研究报道了将siRNA包载在高分子中制备纳米尺度制剂的方法,来实现siRNA的体内给药。这类纳米颗粒一般利用聚乳酸、聚乙醇酸或者二者的共聚物来制备,不足之处在于siRNA的包封率非常低(低于30% ),载药量很低,难以满足临床应用的要求。
本发明的目的是提供一种核酸药物给药载体,具体涉及一种利用两亲性高分子聚合物和阳离子脂质材料共同制备的核酸药物的给药载体、载体制备方法和药物组合物。这一给药载体组合物具有极高的siRNA包封率,载药量也大为提高。本发明将siRNA加入到可降解两亲性高分子载体和阳离子脂质的溶液中,通过双乳化的方法将siRNA包埋在纳米颗粒中。加入的阳离子脂质将siRNA的包封率提高到90%以上。这种方法不但可以制备高效包载siRNA纳米颗粒,而且纳米颗粒能有效进入细胞,并从内涵体逃逸,从而有效沉默致病靶基因的表达,并在体内抑制乳腺癌的生长。本发明所述的核酸药物给药载体由两亲性高分子共聚物和阳离子脂质材料共同制备而成。所述两亲性高分子聚合物是指在一个大分子链上同时含有亲水性和疏水性链段。所述两亲性嵌段共聚物中的亲水性链段可以是聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺类、聚甲基丙烯酸氨基酯类、聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸中的一种或两种以上形成的任意均聚物或共聚物。所述两亲性嵌段共聚物中的疏水性链段可以是聚乳酸、聚己内酯、聚乙交酯、聚氨基酸和聚磷腈中的一种或两种以上形成的任意均聚物或共聚物。在一种较佳的实施方式中,两亲性高分子共聚物为聚乙二醇-聚乳酸或聚乙二醇-聚(乳酸-乙醇酸)两嵌段/三嵌段共聚物,共聚物形式可以为PEG-PLA、PEG-PLGA、PLA-PEG-PLA、PLGA-PEG-PLGA。这种嵌段共聚物能够在水介质中自组装成胶束或纳米粒,相对疏水性的PLA或PLGA聚集成疏水性的核,PEG嵌段组装成亲水性的壳,具有稳定胶束、有效躲避生物体内质网系统的捕捉和蛋白质吸附的作用。阳离子脂质在此给药系统中的主要作用是通过静电相互作用提高核酸药物在载体中的载药量和包封率。在一较佳的实施方案中,阳离子脂质材料优选为铵盐型的两亲性脂质材料,例如可以为二甲基二(十八烷基)溴化铵盐(DDAB) >1,2- 二肉蘧酸基-3- 二甲基铵丙烧、1,2- 二油酸基-3- 二甲基铵丙烧(DOTAP) ,1,2- 二油酰基-3-三甲基铵丙烷甲基硫酸盐、I,2- 二棕榈酰基-3 —三甲基铵丙烷、1,2_ 二硬脂酰基-3-三甲基铵丙烷、N-(l-(2,3-二油酰氧基)丙基)_N,N,N-三甲基 氯化铵(DOTMA)、二肉豆蘧酰基氧基丙基二甲基羟基乙基溴化铵盐(DMRIE)、二油酰氧基丙基二甲基羟基乙基溴化铵(DORIE)、二甲基二(十二烷基)溴化铵、N-(a-三甲基铵基乙酰基)_ 二(十二烧基)-D-谷氨酸胺盐酸盐、N-(a_ 二甲基铵基乙酸基)-0,0’ -双-(1H, 1H,2H, 2H-全氟癸烧基)-L-谷氨酸胺盐酸盐、0, 0’ -二(十二烧酸基)-N-(a_ 二甲基铵基乙酰基)二乙醇胺盐酸盐、甲基烯丙基二(十二烷基)溴化铵、N-{p-(w-三甲基铵基丁基氧基)_苯甲酰基二(十二烧基)~L 一谷氨酰胺盐酸盐、9-(w- 二甲基铵基丁基)-3,6-双(十二烷酰基)咔唑溴化物、二甲基二(十八烷基)铵盐酸盐、N-W-三甲基铵基癸酰基-二(十六烷基)-D-谷氨酰胺溴化物、N- {p- (w-三甲基铵基己基氧基)-苯甲酰基} - 二(十四烷基)-L 一谷氨酰胺溴化物、P- (w-三甲基铵基癸基氧基)-p’ -辛氧基偶氮苯溴化物盐(MC-1-0810), p-{w-(b-羟基乙基)二甲基-铵基-癸基氧基}-P ’ -辛氧基偶氮苯溴化物盐(MC-3-0810)、0,0’,0”,_三(十二烷酰基)-N-(w-三甲基-铵基癸酰基)-三(羟基甲基)氨基甲烷澳化物盐(TC-1-12),I,2- 二月桂基-甘油-3-乙基磷酸胆碱、I,2- 二肉豆蘧酰基-甘油-3-乙基磷酸胆碱、I,2- 二棕榈酰基-甘油-3-乙基磷酸胆碱、I,2- 二硬脂酰基-甘油-3-乙基磷酸胆碱、I,2- 二油酰基-甘油-3-乙基磷酸胆碱、I-棕榈酰基-2-油酰基-甘油-3-乙基磷酸胆碱等。在本发明的更佳的实施方案中,阳离子脂质优选为N,N-二羟乙基-N-甲基-N-2-(胆固醇氧羰基氨基)乙基溴化铵(记为BHEM-Chol)、(2,3- 二油氧基丙基)三甲基氯化铵(记为D0TAP)等。所述聚乙二醇单嵌段的数均分子量为550 10000g/mol,聚乳酸或聚(乳酸-乙醇酸)嵌段的数均分子量为4800 51000g/mol。所述聚(乳酸-乙醇酸)嵌段中丙交酯/乙交酯单体的聚合度比例可为75/25 50/50。所述阳离子脂质BHEM-Chol分子量为655. 5g/mol,所述阳离子脂质DOTAP分子量为698. 5g/mol,所述阳尚子脂质DOTMA分子量为670. 6g/mol。本发明基于这三种阳尚子脂质,而不限于这三种脂质,类似阳离子脂质均可用于制备本发明所述的核酸药物给药载体,实现本发明的目的。上述嵌段共聚物,可为PEG55tl-PLA28600、PEG2ooo—PLA125oo ^ PEG5000_PLA5000、PEGgggg-PLA25OOO' PEGgggg-PLAg1Qgg-, PEG1Qggg-PLA15Qgg-, PEGjgggg-PLGAjggggfgg/gg) >PEG1Qggg-PLGAggggg (75/25)、PLAg3Qg-PEG1 gQO^LAgggg > PLA48Qg-PEGgggg-PLA48Qg > PLA48Qg-PEGlQggg-PLA48Qg,但不限于上述组成。由上述两亲性高分子聚合物和阳离子脂质材料共同制备的给药载体能够形成纳米颗粒,所述纳米颗粒的直径为50-250nm。在较佳的实施方式中,本发明的纳米颗粒表面可进行化学修饰、抗体修饰或者配体修饰。本发明的核酸转运用载体组合物适用的核酸,对其种类或结构没有特殊的限定。作为该核酸的具体例,可以为siRNA,mRNA, tRNA, rRNA, cDNA, miRNA(微RNA)、核酶、反义寡核普酸、质粒DNA、肽核酸、三链形成型寡核普酸(Triplex Forming Oligonucleotide,TF0)、基因等。其中,本发明的核酸转运用载体组合物在将siRNA向细胞内转运方面特别有效。本发明的核酸转运用载体适用的核酸,可以是来自人、动物、植物、细菌、病毒等的核酸,另外,也可以是通过化学合成制备的核酸。进而,上述核酸可以是单链、双链、三链中的任一 种,并且对其分子量也没有特殊的限定。另外,本发明中,核酸可以为被化学、酶或肽修饰的核酸。本发明中,核酸可以单独使用I种,也可以2种以上适当地组合使用。在一较佳的实施方式中,本发明的核酸转运用载体组合物优选转运小干扰核酸(siRNA)或其类似物。本发明还提供了一种药物组合物,该组合物包含上述的核酸转运用载体组合物及核酸。药物组合物中适用的核酸,对其种类或结构没有特殊的限定。作为该核酸的具体例,可以为siRNA、mRNA、tRNA、rRNA、cDNA、miRNA(微RNA)、核酶、反义寡核普酸、质粒DNA、肽核酸、三链形成型寡核普酸(Triplex Forming Oligonucleotide,TF0)、基因等。在一较佳的实施方式中,优选为小干扰核酸(siRNA)。在药物组合物中,所述核酸、阳离子脂质、两亲性高分子聚合物的用量为0. 2/1. 0/25. 0 I. 8/1. 0/25. 0,优选为0. 2/1. 0/25. O。上述药物组合物中,除核酸类药物外,还可同时包载其它具有协同治疗作用或者降低毒副作用的药物。本发明还提供了上述药物组合物的制备方法,所述方法包括如下步骤将两亲性嵌段共聚物和阳离子脂质溶于油相(氯仿等)中,加入siRNA水溶液后超声(80瓦,30秒)形成初始乳液,将初始乳液加入到水相中并再次超声(80瓦,2分钟)乳化,将乳液加入到水相中,减压(1000帕)下除去有机溶剂,离心(4°C,30000g,lh)收集纳米颗粒。本发明还提供了一种核酸导入方法,通过使上述药物组合物与细胞接触,将核酸导入到细胞内。所述细胞优选为哺乳动物细胞,更优选为病理状态下或非正常生理状态下的哺乳动物细胞,所述核酸优选为小干扰核酸(siRNA)。本发明还提供了两亲性高分子聚合物和阳离子脂质的组合在制备核酸转运用载体组合物中的用途及核酸转运用载体组合物在制备抗肿瘤药物中的应用,所述肿瘤优选为乳腺肿瘤或者肝脏肿瘤。本发明使用的嵌段共聚物具有良好的生物相容性和可降解性,其物理、化学性能可通过调节聚合物的组成而调节。例如,增加聚合物中PLA比例时,纳米颗粒输运siRNA进入细胞能力增加。有益效果本发明提供了一种利用两亲性嵌段聚合物通过双乳化的方法制备包载siRNA的给药系统和制剂。制备得到的纳米颗粒具有良好的稳定性,制备方法简单,siRNA包封率和载药量高,能保护siRNA免于降解,并能将核酸药物高效率地转运至细胞内。另外,由于本发明提供的核酸药物给药载体具有较高的生物相容性和可降解性,因此对生物体的潜在毒性较低,具有高的生物安全性。该给药系统和制剂主要适用于小干扰RNA和类似小核酸药物的给药制剂等领域。本发明利用上述给药系统和制剂,输送特异性siRNA,在细胞和动物水平证明了其沉默靶基因表达的功效,以及沉默癌基因Plkl表达并抑制乳腺癌生长的效果。
图I为聚合物和阳离子脂质通过双乳化方法制备得到的给药系统的生物相容性检测。图2为包载FAM-siRNA的纳米颗粒与IfepG2细胞培养2小时后在细胞内分布的激光共聚焦显微镜照片。其中细胞内红色荧光来源于Alexa 568-phalloidin标记的细胞骨架;绿色荧光来源于FAM-siRNA ;蓝色荧光来源于DAPI标记的细胞核。图3为包载SiPlkl的纳米颗粒进入HepG2细胞后下调Plkl的mRNA水平的效果图。图4为给药系统在动物水平的生物效应评价效果图。图(A)为尾静脉注射包载SiLuci的给药系统抑制肝癌原位种植模型小鼠表达Iuciferase的效果图;图(B)为尾静脉注射包载SiPlkl的给药系统抑制小鼠原位植入乳腺癌生长的效果图。图5为半乳糖修饰的靶向给药系统的构建以及生物效应评价的效果图。图(A)为H00C-PEG5_-PLA21Q3(^PGal-PEG5cicici-PLA21tl3c^ 1H NMR分析图谱;图⑶为流式细胞计数检验革巴向给药系统在Hepa 1-6细胞的内吞;图(C)为包载siapoB的祀向给药系统进入Hepal-6细胞后下调apoB的mRNA水平的效果图;图(D)为包载siapoB的祀向给药系统输运siRNA沉默小鼠肝细胞apoB蛋白表达的效果图。图6为单链片段抗体修饰的靶向给药系统的构建以及生物效应评价的效果图。图(A)为Mal-PEG5_-PLA22Q7Q的1H NMR分析图谱;图⑶为流式细胞计数检验靶向给药系统在BT474细胞的内吞;图(C)为包载SiPlkl的靶向给药系统进入BT474细胞后下调Plkl的mRNA水平的效果图;图(D)为尾静脉注射包载SiPlkl的的靶向给药系统抑制小鼠原位植入乳腺癌生长的效果图。

本发明的核酸转运用载体组合物适用的核酸,对其种类或结构没有特殊的限定。作为该核酸的具体例,可以为siRNA、mRNA、tRNA,rRNA, cDNA、miRNA(微RNA)、核酶、反义寡核普酸、质粒DNA、肽核酸、三链形成型寡核酸(Triplex Forming Oligonucleotide, TFO)、基因等。其中,本发明的核酸转运用载体组合物在将siRNA向细胞内转运方面特别有用。本发明的核酸转运用载体适用的核酸,可以是来自人、动物、植物、细菌、病毒等的核酸,另外,也可以是通过 化学合成制备的核酸。进而,上述核酸可以是单链、双链、三链中的任一种,并且对其分子量也没有特殊的限定。另外,本发明中,核酸可以为被化学、酶或肽修饰的核酸。本发明中,核酸可以单独使用I种,也可以2种以上适当地组合使用。聚乙二醇-聚乳酸、聚乙二醇-聚(乳酸-乙醇酸)或其三嵌段聚合物具有两亲性,和阳离子脂质通过双乳化方法形成纳米尺度的颗粒,这类纳米颗粒具有亲水性的聚乙二醇外壳,而且颗粒的尺寸与共聚物的组成相关,可以调控。有意义的是,加入阳离子脂质显著提高siRNA的包封率和载药量。采用这种纳米颗粒作为载体实现了包载siRNA纳米颗粒的内吞,并达到基因沉默的效果。包载siRNA的纳米颗粒通过双乳化的方法制备将两嵌段共聚物和阳离子脂质溶于油相(例如氯仿)中,加入siRNA溶液后超声下形成初始乳液后,将初始乳液加入到1%PVA水溶液中并再次超声乳化,将乳液加入到0.3% PVA水溶液中,减压下(IOOOpa)除去有机溶剂,离心收集纳米颗粒。下面将结合实施例进一步详细描述本发明。应当理解,列举这些实施例只是为了起说明作用,而并不是用来限制本发明的范围。除非特别说明,本发明所用到的试剂、培养基均为市售商品。实施例中所用原料来源及处理方法外消旋丙交脂(d, 1-LA),纯度彡99%,使用前减压下升华纯化。PEG55O-PLA286OO> PEG2__PLA12500、PEG10000_PLA15000、PLA6300_PEG1200_PLA6300、PLA480O-PEGgggg-PLA48OO> PLA48OO-PEGlQggg-PLA48OO 购于 Polymer Source 公司。PEG5tl。。-PLA25000、PEG5_-PLA51_ 购于 Alkermes 公司。PEG5cicici-PLA5qciq 购于 Aldrich 公司 PEG
Ioooo-PLGA1OOOO(so/so)、
pEGicicicici-PLGA5cicicici(75/25)购于济南fSS公司。一端基为羧基一端基为轻基的异官能团的PEG(Mn为5000g/mol,H00C-PEG5_-0H),一端基为马来酰亚胺另一端基为羟基的异官能团的 PEG (Mn 为 5000g/mol,Mal-PEG5000-OH)购于 Creative PEGfforks 公司。N,N,-二环己基碳二亚胺(DCC),N-羟基琥珀酰亚胺(NHS),4_ 二甲氨基吡啶(DMAP)购于国药集团化学试剂有限公司。3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐(MTT)、氨基半乳糖(Gal-NH2)、4’,6- 二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)购于Aldrich公司。聚乙烯醇(PVA,88*%hydrolyzed, Mw = 22000)购于 Acros Organics 公司。DOTAP 和 DOTMA 购于 Avanti Polar Lipids 公司。BHEM-Chol为本发明合成,具体合成步骤如下在500毫升单口瓶加入2_溴乙胺氢溴酸盐(17. 4g,85. Ommol)、氯甲酸胆固醇酯(34. Ig, 77. 3mmol),溶解于_30°C的氯仿溶液中,然后将三乙胺(24mL,172mmol)滴加到上述溶液中。在室温下反应过夜后,用IM盐酸的饱和氯化钠溶液(150mL)洗涤三次并用饱和氯化钠溶液洗涤一次(150mL)。有机相用无水硫酸镁干燥并在减压下除去有机溶剂。粗产物用乙醇和丙酮各重结晶(结晶条件)一次后得到产物N-(2-溴乙基)氨基甲酸胆固醇酯,产率为73%。将得到的N-(2-溴乙基)氨基甲酸胆固醇酯(4. 8g, 7. 8mmol)和N-甲基二乙醇胺(I. 2g,9. 7mmol)加入到50毫升干燥的甲苯中,回流过夜。反应溶液沉淀到大量的乙醚中,过滤后收集沉淀并真空干燥。粗产物在乙醇中重结晶(结晶条件)两次后得到白色固体,产率为62%。异辛酸亚锡(国药集团化学试剂有限公司),先用对二甲苯共沸两次,然后再减压蒸馏,收集152°C (20 40Pa)的馏分用于聚合反应。Alexa 568-phalloidin、Lipofectamine 2000 购于 Invitrogen 公司。RNeasymini-kits购于 Qiagen 公司。RimeScript 1st Strand cDNA Synthesis kit、SYBR*PremixEx Taq购于Takara公司。脂蛋白B(apoB)定量检测试剂盒购于R&D systems公司。D-Iuciferin 购于 Xenogen 公司。稳定表达Iuciferase的H印G2细胞、MDA_MB_435s、BT474细胞(HER2受体高表达细胞系)细胞购于中国科学院典型培养物保藏委员会细胞库。siRNA是一种由二十多个核苷酸组成的双链小分子RNA,带有负电荷。以下实验使用中的siPlkl,对应反义链序列为UAAGGAGGGUGAUCUUCUUCAdTdT。siLuciI,对应反义链序列为CUUACGCUGAGUACUUCGAdTdT。siapoB,对应反义链序列为AUUGGUAUUCAGUGUGAUGACACdTdT对照阴性siRNA(siN. C.),对应反义链序列为AACCACUCAACUUUUUCCCAAdTdT。FAM-siRNA 为荧光染料 FAM 标记的 siN. C.。以上siRNA均由苏州瑞博制药技术有限公司合成。未经说明的其它试剂直接使用。下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。实施例I、siRNA给药系统和制剂的制备通过利用两亲性嵌段聚合物和阳离子脂质通过双乳化方法制备包载SiRNA的纳米颗粒。使用的聚乙二醇-聚乳酸或者聚乙二醇-聚(乳酸乙醇酸)两嵌段/三嵌段共聚物为上述的聚合物PEG55tl-PLA
28600、PeG2OOO-PLA125OO、PEGgggg-PLA5000、PEGgggg-PLA25OOO、PEGgggg-PLAg1Qgg、PEG1Qggg-PLA15Qgg-, PEG1Qggg-PLGA1Qggg (50/50)、P^G j gggg_P LGAggggg ( g/g 5)、P LA63QQ_PEG ! 2(|(|_P LAg30(|、
PLA4800-PEg5000-PLA4800、PLA4800-PeG10000-PLA4800 (下标为分子量和比例)。使用的阳离子脂质分别为上述的BHEM-Chol、DOTAP, D0TMA。通过改变加入的阳离子脂质质量、加入的siRNA质量、使用的聚合物种类、使用的阳离子脂质种类来制备得到具有不同性质的siRNA给药系统。I、阳离子脂质BHEM-Chol质量对包载siRNA纳米颗粒的影响通过双乳化的方法使用不同质量的阳离子脂质BHEM-Chol制备包载siRNA的纳米颗粒。其中,使用的聚合物为25mg WPEG5cicici-PLA25cicic^P siRNA为0. 2mg作为实例。制备时,加入的阳离子脂质质量分别为0. 0mg、0. lmg、0. 5mg、l. 0mg、2. 5mg、5. Omg,以研究加入不同质量的阳离子脂质对制备得到的包载siRNA纳米颗粒的性能影响。通过双乳化的方法制备包载siRNA的纳米颗粒,具体方法为将聚合物PEG5000-PLA25000 ( 25mg)和不同质量 BHEM-Chol 溶于 0. 5mL 氯仿中,加入 siRNA (0. 025mL,0. 2mg)溶液后超声下(80瓦,30秒)形成初始乳液后,将初始乳液加入到I. 5mL I % PVA水溶液中并再次超声乳化(80瓦,2分钟),将乳液加入到25mL的0. 3% PVA水溶液中,减压下(1000帕)挥发有机溶剂,离心(4°C,30000g,lh)收集纳米颗粒;并用水重悬2次并离心收集以除去PVA,样品冻干。a) siRNA包封率的测定将制备的包载FAM-siRNA纳米颗粒的离心后,收集并精确定量上清液体积,记为V上清。通过高效液相色谱(HPLC)来检测上清液中FAM-siRNA的浓度,记为C±清。HPLC由Watersl525双向泵、Waters 2475突光检测器、1500柱温箱及Symmetry C18分离柱组成,流动相为乙腈/三乙胺乙酸缓冲液(0. 1M,pH 7. 4),流动相比例为28 72(v/v),流速为0. 5mL mirT1,检测器温度30°C,突光检测器激发波长为485nm,发射波长为535nm。通过Breeze软件对结果进行分析,各组成纳米颗粒的载药率与载药效率见表I。包封率(100%) = (1-C上清 XV上清/M总邏A) X 100% 载药量(100%) = (M总邏A-C上清XV上清)/M纳米麵X 100%M,6siENA表示制备中加入的总的siRNA的质量,Mm表示纳米颗粒的总质量。从表I可见,不加入阳离子脂质时,siRNA的包封率仅为26. 2%,而加入阳离子脂质后,siRNA包封率明显增加。譬如,加入I. Omg BHEM-Chol时,siRNA包封率增加到95. 7%。继续增加阳离子脂质时,siRNA包封率保持在95%以上。b)纳米颗粒的粒径和zeta电势利用型号为Malvern Zetasizer Nanao ZS90的动态光散射仪检测包载siRNA的纳米颗粒的粒径与粒径分布,纳米颗粒浓度为0. lmg/mL。从表I可见,改变加入的SiRNA和阳离子脂质的量时,制备得到的纳米颗粒的粒径基本不变,在160nm-180nm之间。表I.不同BHEM-Chol制备的包载siRNA纳米颗粒各个组份具体组成及性质


本发明公开了一种siRNA的给药系统和制剂,它的活性成分是聚合物和阳离子脂质形成的包载siRNA的纳米颗粒,该聚合物可为聚乙二醇-聚乳酸或聚乙二醇-聚(乳酸-乙醇酸)的两嵌段或三嵌段共聚物;该阳离子脂质可为N,N-二羟乙基-N-甲基-N-2-(胆固醇氧羰基氨基)乙基溴化铵或(2,3-二油氧基丙基)三甲基氯化铵。这种纳米颗粒和制剂能够将siRNA很好的输运到细胞中,并有效沉默靶基因的表达。并且,此siRNA给药体系通过配体或者抗体修饰后,在细胞水平和动物水平都能够更好的沉默靶基因。因而此给药体系在siRNA和类似小核酸药物的给药用于疾病治疗中具有良好的前景。



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