CN102066444A - 胶束装配体 - Google Patents

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C·L·杜瓦尔
D·本诺特
R·欧沃瑞尔
P·约翰逊
A·高尔
M·普里福
A·帕沙尔
C·迪亚布
P·德
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Abstract

本文中提供了包含多个共聚物的胶束装配体。在某些情况下，本文中提供的胶束装配体是pH敏感型颗粒。

Description

胶束装配体
交叉参考
本申请要求2008年5月13日提交的美国临时申请案61/052,908、2008年5月13日提交的美国临时申请案61/052,914、2008年8月22日提交的美国临时申请案61/091,294、2008年11月6日提交的美国临时申请案61/112,048、2008年12月24日提交的美国临时申请案61/140,774和2009年4月21日提交的美国临时申请案61/171,369的利益，将上述各申请通过参考完整引入本文。
关于联邦政府资助研究的申明
本发明是在由国立卫生研究院给予的合同号NIH1RO1EB002991下的政府资助下进行的。政府具有本发明的某些权利。
发明领域
本文中描述了从聚合物形成的胶束装配体和此类胶束装配体的用途。
发明背景
在某些情况下，给活细胞提供治疗剂(例如，寡核苷酸)是有益的。在一些情况下，此类寡核苷酸至活细胞的递送提供了治疗有益性。
发明概述
在本文中的某些实施方案中，提供了包含多个膜去稳定化嵌段共聚物的胶束装配体，所述胶束装配体包含芯和壳，其中芯包含膜去稳定化嵌段共聚物的多个芯嵌段，其中壳包含膜去稳定化嵌段共聚物的多个壳嵌段，其中芯嵌段是pH依赖性膜去稳定化疏水物(hydrophobe)，并且其中壳嵌段在约中性pH下为亲水性的。在一些实施方案中，术语“膜”是指细胞质膜、囊泡膜、有被小窝膜(coated pit membrane)、内体膜和/或细胞膜。
在本文的某些实施方案中，提供了包含多个膜去稳定化嵌段共聚物的胶束装配体，所述胶束装配体包含芯和壳，其中芯包含膜去稳定化嵌段共聚物的多个芯嵌段，其中壳包含膜去稳定化嵌段共聚物的多个壳嵌段，其中芯嵌段是pH依赖性膜去稳定化疏水物，其包含在约中性pH下是阴离子性的第一可带电荷种类，芯嵌段是共聚物嵌段，并且其中壳嵌段在约中性pH下为亲水性的。当pH约为该可带电荷种类的pKa时，所述可带电荷种类的两种形式之间将存在平衡分布。在阴离子性种类的情况下，当pH为该阴离子性种类的pKa时，约50％的群体将是阴离子性的并且约50％将不带电荷。pH离该可带电荷种类的pKa越远，则这种平衡将存在相应移动，以使在更高的pH值下，阴离子形式占优势，而在更低的pH值下，不带电荷形式占优势。本文中描述的实施方案包括在任意pH值下的共聚物形式。
在本文中的一些实施方案中，提供了包含多个膜去稳定化嵌段共聚物的胶束装配体，所述胶束装配体包含芯和壳，其中芯包含膜去稳定化嵌段共聚物的多个芯嵌段，其中壳包含膜去稳定化嵌段共聚物的多个壳嵌段，其中芯嵌段是pH依赖性膜去稳定化疏水物，其包含在约中性pH下是阴离子性的第一可带电荷种类，该第一可带电荷种类被疏水性隔离，并且其中壳嵌段在约中性pH下是亲水性的。
在本文中的某些实施方案中，提供了包含多个膜去稳定化嵌段共聚物的胶束装配体，所述胶束装配体包含芯和壳，其中芯包含膜去稳定化嵌段共聚物的多个芯嵌段，其中壳包含膜去稳定化嵌段共聚物的多个壳嵌段，其中芯嵌段是pH依赖性的膜去稳定化疏水物，其包含在约中性pH下为阴离子性的第一可带电荷种类和在中性pH下为阳离子性的第二可带电荷种类，并且其中壳嵌段在约中性pH下为亲水性的。
在本文中的一些实施方案中，提供了包含多个膜去稳定化嵌段共聚物的胶束装配体，所述胶束装配体包含芯和壳，其中芯包含膜去稳定化嵌段共聚物的多个芯嵌段，其中壳包含膜去稳定化嵌段共聚物的多个壳嵌段，其中芯嵌段是pH依赖性的膜去稳定化疏水物，其包含在约中性pH下为阴离子性的第一可带电荷种类，并且其中壳嵌段是在约中性pH下为不依赖于温度的亲水物。在一个实施方案中，“不依赖于温度的亲水物”是指具有在20至40℃的温度范围内基本上无变化的亲水性质的亲水物。因此，在给人患者施用胶束装配体之前和之后，亲水性质基本不变。在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体包含在约6.5或更低，约5.0至约6.5，或约6.2或更低的pH下具有膜去稳定性的膜去稳定化嵌段共聚物。
在一些实施方案中，用于本文中提供的胶束装配体的膜去稳定化嵌段共聚物包含至少2个嵌段，或为二嵌段共聚物。
在某些实施方案中，胶束装配体的壳包含聚乙二醇基团。在具体的实施方案中，膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段是聚乙二醇或包含聚乙二醇。在一些实施方案中，壳嵌段包含多个壳单体单元，并且其中所述多个壳单体单元中的一个或更多个用PEG基团取代或官能化。
在一些实施方案中，胶束装配体在约6.2至7.5的pH范围内的形式是胶束、假胶束(pseudo-micelle)或胶束样结构。在另外的或备选的实施方案中，胶束装配体在约6.2至7.5的pH范围内的形式是胶束。
在某些实施方案中，本文中提供了其中一个或更多个膜去稳定化嵌段共聚物中的至少一个嵌段是梯度嵌段的胶束装配体。
在一些实施方案中，本文中提供了包含至少一种研究试剂(research reagent)的胶束装配体。在某些实施方案中，本文中描述的胶束装配体包含至少一种诊断试剂。在一些实施方案中，胶束装配体包含至少一种治疗剂。在具体的实施方案中，通过共价键、非共价相互作用或其组合将治疗剂连接至胶束装配体中的至少一个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段。在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体包含连接至至少一个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段的第一治疗剂和胶束装配体的芯部分内的至少一种第二治疗剂。在一些实施方案中，每一胶束装配体包含平均1至5、5至250、5至1000、250至1000个、至少2个、至少5个、至少10个、至少20个或至少50个治疗剂。在一些实施方案中，本文中描述的胶束装配体中提供的治疗剂包含至少一个核苷酸、至少一个碳水化合物或至少一个氨基酸。在某些实施方案中，治疗剂是多核苷酸、寡核苷酸、基因表达调节剂、敲低剂(knock down agent)、siRNA、RNAi试剂、切丁酶底物、miRNA、shRNA、反义寡核苷酸或适体。在一些实施方案中，治疗剂是蛋白质性质的治疗剂(例如，蛋白质、肽、酶、显性阴性(dominant-negative)蛋白、激素、抗体、抗体样分子或抗体片段)。在某些实施方案中，治疗剂是具有大于约500道尔顿的分子量的碳水化合物或小分子。在一些实施方案中，所述多个膜去稳定化嵌段共聚物中的一个或更多个连接至治疗剂。
在一些实施方案中，膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段包含至少一个核苷酸，至少一个碳水化合物或至少一个氨基酸。在一些实施方案中，壳嵌段是非肽。在某些实施方案中，至少一个核苷酸是核糖核苷酸。在一些实施方案中，至少一个核苷酸是基因表达调节剂、敲低剂、siRNA、RNAi试剂、切丁酶底物、miRNA、shRNA、反义寡核苷酸或适体。在具体的实施方案中，敲低剂是siRNA、反义寡核苷酸、miRNA或shRNA。
在一些实施方案中，本文中提供了包含至少一个靶向部分的胶束装配体。
在某些实施方案中，膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段是带电荷的或可带电荷的。在一些实施方案中，膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段在约中性pH下是聚阳离子性的。在某些实施方案中，壳嵌段包含阳离子性或非阳离子性的单体单元。在一些实施方案中，壳嵌段包含至少一个阳离子性的可带电荷单体单元和至少一个不可带电荷的(non-chargeable)单体单元。
在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体包含具有为均聚物嵌段的壳嵌段的多个膜去稳定化嵌段共聚物。在另外或可替代选择的实施方案中，本文中提供的胶束装配体包含具有为杂聚物嵌段的壳嵌段的多个膜去稳定化嵌段共聚物。在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体的膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段包含N，N-二(C1-C6)烷基-氨基(C1-C6)烷基-乙基丙烯酸酯(ethacrylate)单体单元、N，N-二(C1-C6)烷基-氨基(C1-C6)烷基-甲基丙烯酸酯单体单元、N，N-二(C1-C6)烷基-氨基(C1-C6)烷基-丙烯酸酯单体单元或其组合。
在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体包含具有至少一个可带电荷种类和至少一个第二可带电荷种类的芯，其中第一可带电荷种类是可带电荷或带电荷成为阴离子种类，其中第二可带电荷种类是可带电荷的或带电荷成为阳离子种类，并且其中存在于芯中的第一可带电荷种类对第二可带电荷种类的比例是约1∶4至约4∶1。在一些实施方案中，芯中带正电荷的基团对带负电荷的基团的比例在约中性pH下为约1∶4至约4∶1。在某些实施方案中，芯中带正电荷的基团对带负电荷的基团的比例在约中性pH下为约1∶2至约2∶1。在一些实施方案中，芯中带正电荷的基团对带负电荷的基团的比例在约中性pH下为约1∶1.1至约1.1∶1。
在一些实施方案中，膜去稳定化嵌段共聚物包含5个以上、20个以上、50个以上或100个以上带电荷或可带电荷成为阴离子性种类的可带电荷种类。在一些实施方案中，膜去稳定化嵌段共聚物包含5个以上、20个以上、50个以上或100个以上第一可带电荷种类。在具体的实施方案中，各第一可带电荷种类可带电荷或带电荷成为阴离子性种类。在一些实施方案中，膜去稳定化嵌段共聚物包含5个以上、20个以上、50个以上或100个以上第二可带电荷种类。在具体的实施方案中，各第二可带电荷种类带电荷或可带电荷成为阳离子性种类。在某些实施方案中，膜去稳定化嵌段共聚物包含5个以上、20个以上、50个以上或100个以上多个疏水性种类。在一些实施方案中，膜去稳定化嵌段共聚物的芯嵌段包含5个以上、20个以上、50个以上或100个以上带电荷或可带电荷成为阴离子性种类的可带电荷种类。在某些实施方案中，本文中提供的膜去稳定化嵌段共聚物的芯嵌段包含5个以上、20个以上、50个以上或100个以上第一可带电荷种类。在具体的实施方案中，各第一可带电荷种类是可带电荷或带电荷成阴离子性的种类。在一些实施方案中，膜去稳定化嵌段共聚物的芯嵌段包含5个以上、20个以上、50个以上或100个以上第二可带电荷种类。在具体的实施方案中，各第二可带电荷种类是带电荷或可带电荷成为阴离子性种类。在某些实施方案中，膜去稳定化嵌段共聚物的芯嵌段包含5个以上、20个以上、50个以上或100个以上疏水性种类。
在一些实施方案中，至少一个膜去稳定化嵌段共聚物的芯嵌段包含存在于第一单体单元上的第一可带电荷种类(例如可带阴离子电荷的)和存在于第二单体单元上的第二可带电荷种类(例如，可带阳离子电荷的)。在可选择的实施方案中，第一和第二可带电荷种类在相同的单体单元(例如，可带两性离子电荷的单体单元)上。在一些实施方案中，存在于芯上的第一单体单元的数目对第二单体单元的数目的比例是约1∶4至约4∶1。
在某些实施方案中，本文中提供的胶束装配体包含至少一个具有芯嵌段的膜去稳定化嵌段共聚物，所述芯嵌段包含至少一个第一可带电荷的单体单元和至少一个第二可带电荷的单体单元。在一些实施方案中，第一可带电荷的单体单元是布郎斯台德酸。在某些实施方案中，至少80％的第一可带电荷单体单元在约7.4的pH下通过失去H+而带电荷成为阴离子性种类。在另外的或可替代选择的实施方案中，低于50％的第一可带电荷单体单元在约pH6下带电荷而成为阴离子性种类。在一些实施方案中，第一可带电荷单体单元是(C2-C8)烷基丙烯酸。在某些实施方案中，第二可带电荷的单体单元是布朗斯台德碱。在一些实施方案中，至少40％的第二可带电荷单体单元在约7.4的pH下通过获得H+而带电荷成为阳离子性种类。在某些实施方案中，第二可带电荷单体单元是N，N-二(C1-C6)烷基-氨基(C1-C6)烷基-乙基丙烯酸酯、N，N-二(C1-C6)烷基-氨基(C1-C6)烷基-甲基丙烯酸酯或N，N-二(C1-C6)烷基-氨基(C1-C6)烷基-丙烯酸酯。在一些实施方案中，芯嵌段还包含至少一个不可带电荷的单体单元。在某些实施方案中，所述不可带电荷的单体单元是(C2-C8)烷基-乙基丙烯酸酯、(C2-C8)烷基甲基丙烯酸酯或(C2-C8)烷基丙烯酸酯。
在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体是具有约10nm至约200nm的平均流体动力学直径的颗粒。在具体的实施方案中，胶束装配体具有约20nm至约100nm的平均流体动力学直径。在更具体的实施方案，胶束装配体具有约30nm至约80nm的平均流体动力学直径。
在一些实施方案中，本文中提供了自我装配的胶束装配体。在某些实施方案中，胶束装配体在约6.5至约7.5内的pH下于含水介质中自我装配。在一些实施方案中，自我装配在2小时以内，1小时以内，30分钟以内，15分钟以内发生。在一些实施方案中，胶束装配体在约5.0至约7.4的pH下在含水介质中是膜去稳定化的。
在某些实施方案中，本文中提供了在约pH 5下比在约pH 7下包含更多净阳离子电荷的胶束装配体。在一些实施方案中，胶束装配体的电荷的绝对值在约pH 5下比在约pH 7下更大。
在一些实施方案中，本文中提供了包含多个具有芯嵌段和壳嵌段的膜去稳定化嵌段共聚物的胶束装配体，其中芯嵌段的数均分子量与壳嵌段的数均分子量之比为约5∶1至约1∶1、或1∶1至约5∶1。在更具体的实施方案中，芯嵌段的数均分子量与壳嵌段的数均分子量之比为约2∶1。
在某些实施方案中，本文中提供的胶束装配体包含多个具有芯嵌段的膜去稳定化嵌段共聚物，所述芯嵌段具有任意适当的数均分子量(Mn)，例如大于2,000道尔顿，约2,000道尔顿至约200,000道尔顿、约2,000道尔顿至约100,000道尔顿、约2,000道尔顿至约100,000道尔顿、约10,000道尔顿至约200,000道尔顿或约10,000道尔顿至约100,000道尔顿的数均分子量。在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体包含多个具有壳嵌段的膜去稳定化嵌段共聚物，所述壳嵌段具有任意适当的数均分子量(Mn)，例如，大于5,000道尔顿或约5,000道尔顿至约50,000道尔顿的数均分子量。
在一些实施方案中，本文中提供的膜去稳定化嵌段共聚物具有小于2，小于1.8、小于1.6、小于1.5、小于1.4、或小于1.3的多分散性指数。
在一些实施方案中，本文中提供了在约7.4的pH下稳定的胶束装配体。在某些实施方案中，胶束装配体在约pH 5.8下显著不如在约pH7.4下稳定。
在某些实施方案中，本文中提供了在约10μg/ml或更大(例如，在约中性pH下)的浓度下稳定的胶束装配体。在一些实施方案中，本文中提供了在约100μg/mL或更大(例如，在约中性pH下)的浓度下稳定的胶束装配体。
在某些实施方案中，本文中描述了组成本文中描述的胶束装配体的任意聚合物。即，聚合物亚单元(例如，嵌段共聚物)或单个的聚合物(无论是否以胶束装配体的形式存在)也是本文中描述的实施方案。为了清楚起见，各个和每一个本文中提供的嵌段共聚物(作为单个聚合物或作为本文中描述的胶束装配体的聚合物单元/链/组分)在本文中描述的本发明的范围内。
附图概述
本发明的新特征具体地示于所附权利要求中。通过参考下列利用本发明原理的举例说明性实施方案中所示的详细描述和附图，将获得对本发明的特征和有利方面的更好理解，所述附图是：
图1A：RAFT合成的聚合物的组成和性质的举例说明性实例。
图1B：PEGMA-DMAEMA共聚物的组成和性质的举例说明性实例。
图2：嵌段共聚物PRx0729v6的NMR光谱分析的举例说明例性实例。
图3：与siRNA复合的聚合物PRx0729v6的粒度的动态光散射(DLS)测定的举例说明性实例。
图4：不同电荷比的聚合物PRx0729v6/siRNA复合物的凝胶移位分析的举例说明性实例。
图5：聚合物PRx0729v6的临界稳定性浓度(criticals tabilityconcentration，CSC)的举例说明性实例。
图6：有机溶剂中聚合物PRx0729v6颗粒稳定性的举例说明性实例。
图7：siRNA-胶束复合物在培养的哺乳动物细胞中的敲低活性的举例说明性实例。
图8：聚合物胶束及其siRNA复合物的膜去稳定化活性的举例说明性证明。
图9：聚合物PRx0729v6的举例说明性透射电子显微镜(TEM)分析的举例说明性实例。
图10：聚合物-siRNA复合物的细胞摄取和细胞内分布的荧光显微镜检查的举例说明性实例。
图11：pH对聚合物结构的影响的举例说明性实例。
图12：siRNA-胶束复合物在培养的哺乳动物细胞中的敲低数据的举例说明性概述。
图13：半乳糖末端官能化的聚[DMAEMA]-macro CTA的举例说明性实例。
图14：[PEGMA-MAA(NHS)]-[B-P-D]的合成的举例说明性实例。
图15：PEGMA和MAA-NHS的RAFT共聚合的举例说明性实例。
图16：半乳糖官能化的DMAEMA-MAA(NHS)或PEGMA-MAA(NHS)二嵌段共聚物的举例说明性实例。
图17：可缀合的siRNA、肽和吡啶基二硫胺的结构的举例说明性实例。
发明详述
在本文中的某些实施方案中提供了胶束装配体和用于制备其的方法。在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体包含多个嵌段共聚物，所述嵌段共聚物包含壳嵌段和芯嵌段。在一些实施方案中，胶束装配体包含芯和壳，其中芯包含多嵌段聚合物的芯嵌段，并且其中壳包含多嵌段聚合物的壳嵌段。在一些实施方案中，本文中描述的胶束装配体是自我装配的。在具体的实施方案中，胶束装配体是自发地自我装配的。在一些实施方案中，胶束装配体是胶束。
在某些实施方案中，胶束装配体的芯包含多个疏水性基团。在一些实施方案中，所述疏水性基团在约中性pH下是疏水性的。在更具体的实施方案中，所述疏水性基团在微酸性pH(例如，在约6的pH下和/或约5的pH下)是疏水性的。在某些实施方案中，存在两个或更多个不同疏水性基团。在一些实施方案中，疏水性基团具有约1或更大的π值。化合物的π值是其相对亲水性-亲脂性值的度量(参见，例如，Cates、L.A.、″Calculation of Drug Solubilities by Pharmacy Students″Am.J.Pharm.Educ.45：11-13(1981))。
在一些实施方案中，胶束装配体的芯在约中性pH(例如，约7.4)下包含至少一个电荷。在具体的实施方案中，至少一个电荷是负电荷。在更特定的实施例中，至少一个电荷是至少一个负电荷和至少两个正电荷。
在具体的实施方案中，壳嵌段是亲水性的(例如，在约中性pH下)。在一些实施方案中，胶束装配体在约4.7至约6.8内的pH下被破裂或解离。
在一些情况下，本文中提供了适合用于将治疗剂(包括，例如寡核苷酸或肽)递送至活细胞的胶束装配体。在一些实施方案中，胶束装配体包含多个嵌段聚合物和任选地至少一个治疗剂。在某些实施方案中，本文中提供的胶束装配体是生物相容性的、稳定的(包括化学和/或物理稳定的)和/或可重现地合成的。此外，在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体是无毒性的(例如，展示低毒性)，保护治疗剂(例如寡核苷酸或肽)净载荷(payload)免于降解，通过天然存在的过程(例如，通过内吞作用)进入活细胞，和/或在与细胞接触后将治疗剂(例如，寡核苷酸或肽)净载荷递送入活细胞的细胞质。在某些情况下，多核苷酸(例如，寡核苷酸)是siRNA和/或另一种改变细胞中至少一个基因表达的“基于核苷酸的”试剂。因此，在某些实施方案中，本文中提供的胶束装配体可用于将siRNA或肽递送入细胞。在某些情况下，细胞是体外的，而在其他情况下，细胞是体内的。在一些实施方案中，给有此需要(例如，具有敲低某一基因的需要，其中所述基因能够被施用的siRNA敲低)的个体施用治疗有效量的包含siRNA或肽的胶束装配体。在特定的情况下，胶束装配体可用于或经特殊设计用于将siRNA或肽递送至个体内被特异性靶向的细胞。
定义
有关本申请应理解，除非另有特别指定，否则应用的单数形式包括复数形式，且反之亦然。即无冠词修饰或″一种(个)(a)″和″所述的(the)″均意指该词所修饰名称的一种(个)或多种(个)。例如，″所述聚合物″或″核苷酸″可以意指一种/个聚合物或核苷酸或多种/个聚合物或核苷酸。作为相同标记，除非也有另外特别指定或上下文中明显表明没有这种意图，否则″聚合物″和″核苷酸″可以意指一种/个聚合物或一种/个核苷酸和多种/个聚合物或核苷酸。
如本文中所使用的，如果两个部分或化合物通过任意相互作用，包括但不限于一个或多个共价键、一个或多个非共价相互作用(例如，离子键、静力、范德瓦尔斯相互作用、其组合等)或其组合保持在一起，那么它们是“结合的”。
脂族或脂族基团：术语“脂族”或“脂族基团”，如本文中所使用的，意指烃部分，可以是直链(即无支链的)、支链或环状(包括稠合、桥连和螺稠合的多环)并且可以是完全饱和的或可以包含一个或多个不饱和单元，但不是芳族的。除非另有指定，否则脂族基团包含1-20个碳原子。
阴离子性单体：“阴离子性单体”或“阴离子性单体单元”，如本文中所使用的，是指这样的单体或单体单元，其具有以阴离子带电荷状态存在的基团，或以不带电荷状态存在、但处于不带电荷状态时能够变成阴离子带电荷状态(例如在除去亲电体例如质子(H+)，例如以pH依赖性方式)的基团。在某些情况中，该基团在约生理pH下基本上带负电，但在弱酸性pH下发生质子化并且基本上变成中性。这种基团的非限制性实例包括羧基、巴比妥酸及其衍生物、黄嘌呤及其衍生物、硼酸、次膦酸类、膦酸类、亚磺酸类、磷酸类和磺酰胺类。
阴离子性种类：“阴离子性种类”，如本文中所使用的，是这样的基团、残基或分子，其以阴离子带电荷状态存在，或以不带电荷状态存在，但处于不带电荷状态时能够变成阴离子带电荷状态，例如在除去亲电体时(例如质子(H+)，例如以pH依赖性方式)。在某些情况中，这种基团、残基或分子在约生理pH下基本上带负电，但在弱酸性pH下发生质子化并且基本上变成中性。
芳基或芳基基团：如本文中所使用的，术语“芳基”或“芳基基团”意指具有总计5-14个环成员的单环、双环和三环环系，其中该环系中至少一个环是芳族的，且其中该环系中的每一个环都包含3-7个环成员。
如本文中所使用的，“电荷中和的”意指具有为±10至±30mV的Zeta电位和/或存在第一数目(z)的可带负电荷的可带电荷种类(例如在去质子化时变成阴离子性的酸性种类)和第二数目(0.5·z)的可带正电荷的可带电荷种类(例如在质子化时变成阳离子性的碱性种类)的颗粒。
如本文中所使用的，正常生理pH是指哺乳动物身体的主要流体例如血液、血清、正常细胞的细胞溶胶等的pH。在某些情况下，正常生理pH是约中性pH，包括例如约7.2至约7.4的pH。在一些情况下，约中性pH是6.6至7.6的pH。如本文中所使用的，术语中性pH、生理和生理学pH是同义词并且可互换使用。
如本文中所使用的，如果胶束装配体不以与稳定胶束装配体相同、基本上类似或类似方式起作用和/或不具有与稳定胶束装配体相同、基本上类似或类似的物理和/或化学特征，则它是“被破裂的”。可以以任意适当的方式确定胶束装配体的“被破裂”。在一种情况下，如果胶束装配体不具有低于包含相同嵌段共聚物并且在pH 7.4的水溶液或人血清中形成的胶束装配浓度5倍、4倍、3倍、2倍、1.8倍、1.6倍、1.5倍、1.4倍、1.3倍、1.2倍或1.1倍的流体动力学粒度，则它是“被破裂的”。在一种情况中，如果胶束装配体不具有低于包含相同嵌段共聚物并且在pH 7.4的水溶液或人血清中形成的胶束装配体的装配体浓度5倍、4倍、3倍、2倍、1.8倍、1.6倍、1.5倍、1.4倍、1.3倍、1.2倍或1.1倍的装配体浓度，则它是“被破裂的”。
杂烷基：术语“杂烷基”意指其中至少一个骨架碳原子被杂原子替代的烷基。
杂芳基：术语“杂芳基”意指其中至少一个环成员是杂原子的芳基。
如本文中所使用的，“可带电荷的种类”、“可带电荷的基团”或“可带电荷的单体单元”是带电荷或不带电荷状态的种类、基团或单体单元。在某些情况中，″可带电荷的单体单元″是可以通过添加或除去亲电体(例如质子(H+)，例如以pH依赖性方式)转化成带电荷状态(阴离子或阳离子带电荷状态)的单体单元。除非另有说明，否则应用的任意术语″可带电荷的种类″、″可带电荷的基团″或″可带电荷的单体单元″包括公开″可带电荷的种类″、″可带电荷的基团″或″可带电荷的单体单元″中的任意其他用语。为″带电荷或可带电荷成为阴离子″或″带电荷或可带电荷成为阴离子性种类″的″可带电荷种类″是阴离子性带电荷状态的种类或基团，或不带电荷状态的种类或基团，但在不带电荷状态下能够通过例如除去亲电体例如质子(H+)而被转化成阴离子性带电荷状态。在一些具体的实施方案中，可带电荷种类是在约中性pH下带电荷成为阴离子的种类。应强调的是，并非聚合物上的每一可带电荷种类在接近该可带电荷种类的pKa(酸解离常数)的pH下是阴离子性的，而是阴离子性和非阴离子性种类的平衡共存。属″带电荷或可带电荷成为阳离子″或″带电荷或可带电荷成为阳离子性种类″的″可带电荷种类″是阳离子性带电荷状态的种类或基团，或不带电荷状态的种类或基团，但在不带电荷状态下能够通过例如添加亲电体例如质子(H+)而被转化成阳离子性带电荷状态。在一些具体的实施方案中，带电荷的种类是在约中性pH下带电荷成为阳离子的种类。应强调，并非聚合物上的每一可带电荷的阳离子性种类在接近该可带电荷种类的pKa(酸解离常数)的pH下是阳离子性的，而是阳离子性和非阳离子性种类的平衡共存。本文所述的″可带电荷的单体单元″与″可带电荷的单体残基″互换使用。
杂原子：术语“杂原子”是指非氢或碳的原子，例如，氧、硫、氮、磷、硼、砷、硒或硅原子。
疏水性种类：“疏水性种类”(在本文中可与“增强疏水性的部分”互换使用)，如本文中所使用的，是例如这样的取代基、残基或基团，其在与分子例如单体或聚合物共价连接时，能增加分子的疏水性或充当增强疏水性的部分。术语″疏水性″是描述根据化合物在非极性溶剂与水之间的转移自由能衡量的物理特性的专门术语(Hydrophobicityregained.Karplus P.A.、Protein ScL、1997、6：1302-1307)。化合物的疏水性可以由其logP值即分配系数(P)的对数度量，其被定义为化合物在两种不能溶混的溶剂例如辛醇和水的混合物的两相中的浓度比。疏水性的实验测定方法和计算机辅助的logP值计算方法是本领域技术人员公知的。本发明的疏水性种类包括、但不限于脂族基团、杂脂族基团、芳基和杂芳基。
如本文中所使用的，″疏水性芯″包含疏水性部分。在一些情况中，″疏水性芯″基本上不带电荷(例如电荷是基本上净中性的)。
抑制：术语“抑制”、“沉默”和“弱化”，如本文中所使用的，是指与在敲低剂不存在的情况下靶mRNA或相应蛋白质的表达相比较而言，靶mRNA或相应蛋白质的表达的可测量的减少。“敲低”或者靶mRNA或相应蛋白质的表达的减少可通过使用本领域内熟知的技术测量mRNA的水平来估量，所述技术是例如定量聚合酶链式反应(qPCR)扩增、RNA溶液杂交、核酸酶保护、northern印迹和杂交以及使用微阵列的基因表达监控；以及在蛋白质的情况下利用本领域内熟知的技术例如SDS-PAGE、抗体结合、western印迹分析、免疫沉淀、放射免疫测定或酶联免疫吸附测定(ELISA)、荧光激活细胞分析和免疫细胞化学来估量。
不受权利要求中没有特别引述的理论约束，膜去稳定化聚合物可以直接或间接引起细胞膜结构(例如内体膜)的改变(例如渗透性改变)，以便允许活性剂例如多核苷酸(其与胶束装配体或胶束(或其组成聚合物)缔合或与之独立地)通过这种膜结构-例如进入细胞或离开细胞囊泡(例如内体)。膜去稳定化聚合物可以是(但不一定是)膜破裂性聚合物。膜破裂性聚合物可以直接或间接引起细胞囊泡的裂解或细胞膜破裂(例如针对大部分细胞膜群体所观察到的)。
一般而言，可以通过各种方式评价聚合物或胶束的膜去稳定化或膜破裂特性。在一种非限制性手段中，可以通过试验评价来观察细胞膜结构改变，所述试验测定(直接或间接)活性剂(例如多核苷酸)从细胞膜(例如内体膜)的释放-例如通过在对这种膜而言是外部的环境中测定这种活性剂的存在或不存在或者这种活性剂的活性。另一种非限制性手段包括测定红细胞溶解(溶血)-例如作为所关注细胞膜的替代试验。这种试验可以任选地在单一pH值下或在多个pH值下进行。
如本文中所使用的，“胶束”包括包含芯和亲水性壳的颗粒，其中芯至少部分地、主要地或基本上通过疏水性相互作用而保持在一起。在一些情况中，本文所用的″胶束″是多成分纳米粒，其包含至少两个结构域，即内域或芯和外域或壳。芯至少部分地、主要地或基本上通过疏水性相互作用而保持在一起，并且存在于胶束中心。本文所用的″胶束壳″定义为胶束的非芯部分。
如本文中所使用的，如果颗粒或装配体表现基本上如胶束一样：(1)其在从与水混溶的溶剂(例如但不限于乙醇)稀释至水性溶剂(例如磷酸缓冲盐溶液、pH 7.4)时通过嵌段共聚物的自发性自我缔合作用形成有组织的装配体(例如，胶束)来形成；(2)其对于稀释(例如，低至100μg/ml、50μg/ml、10μg/ml、5μg/ml或1μg/ml的聚合物浓度，所述浓度构成了临界稳定性浓度或临界胶束浓度(CMC))是稳定的；(3)其对于周围介质的高离子强度(例如0.5M NaCl)是稳定的；和/或(4)随着有机溶剂的浓度增加其不稳定性逐渐降低(此类有机溶剂包括但不限于二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMS)和二噁烷)，则所述装配体或颗粒是“胶束样的”。
″pH依赖性的膜去稳定化疏水物″是至少部分地、主要地或基本上疏水性并且以pH依赖性方式使膜去稳定化的基团。在某些情况下，pH依赖性的膜去稳定化的可带电荷疏水物是嵌段共聚物的疏水性聚合节段和/或包含多个疏水性种类；并且包含多个阴离子性可带电荷的种类。在一些实施方案中，该阴离子性可带电荷种类在约中性pH下是阴离子性的。在另一些或可替代选择的实施方案中，该阴离子性可带电荷种类在较低例如内体pH下不带电荷。在一些实施方案中，使膜去稳定化的可带电荷的疏水物包含多个阳离子性种类。该pH依赖性的膜去稳定化可带电荷疏水物包含非肽和非脂质的聚合物骨架。
如本文中所使用的，如果本文中描述的胶束装配体不解离或不变得不稳定，那么其是“稳定的”。在某些情况下，稳定的胶束装配体是具有的流体动力学粒度在最初在pH 7.4的水溶液(例如磷酸缓冲盐溶液，pH 7.4)中形成的包含相同嵌段共聚物的胶束装配体的流体粒度的约60％、50％、40％、30％、20％或10％范围内的胶束装配体。在一些情况下，稳定的胶束装配体是其形成/装配浓度的胶束装配体在包含相同嵌段共聚物并最初在pH 7.4水溶液(例如磷酸缓冲盐水，pH 7.4)中形成的胶束装配体形成/装配浓度的约60％、50％、40％、30％、20％或10％范围内的胶束装配体。
纳米粒：如本文中所使用的，术语“纳米粒”是指具有小于1000纳米(nm)的直径的任意颗粒。一般地，纳米粒应当具有小至足以允许它们被真核细胞摄取的尺寸。通常，纳米粒具有200nm或更小的最长直线尺寸(例如，直径)。在一些实施方案中，纳米粒具有100nm或更小的直径。更小的纳米粒，例如具有约10nm至约200nm，约20nm至约100nm或50nm或更小，例如5nm-30nm或10nm-30nm的直径的纳米粒被用于一些实施方案。
核苷酸：如本文中所使用的，术语“核苷酸”，在其最广义上意指掺入或可以掺入多核苷酸(例如寡核苷酸)链的任意化合物和/或物质。在一些实施方案中，核苷酸是通过磷酸二酯键掺入或可以掺入多核苷酸(例如寡核苷酸)链的化合物和/或物质。在一些实施方案中，″核苷酸″意指各核酸残基(例如核苷酸和/或核苷)。在一些实施方案中，″至少一个核苷酸″意指存在一个或多个核苷酸；在不同的实施方案中，所述一个或多个核苷酸是不连续的核苷酸、彼此以非共价键方式结合或彼此以共价键方式结合。照此，在一些情况中，″至少一个核苷酸″意指一个或多个多核苷酸(例如寡核苷酸)。在一些情况中，多核苷酸是包含两个或更多个核苷酸单体单元的聚合物。
寡核苷酸基因表达调节剂：如本文中所使用的，“寡核苷酸基因表达调节剂”是这样的寡核苷酸试剂，其能够通过一些机制(包括但不限于反义机制)或通过RNA干扰(RNAi)介导的途径(其可包括(i)转录失活；(ii)mRNA降解或螯合(sequestration)；(iii)转录抑制或弱化或(iv)翻译的抑制或弱化)在活细胞中诱导基因表达的选择性调节。寡核苷酸基因表达调节剂包括调控RNA(包括实际上任意调控RNA)，例如但不限于反义寡核苷酸、miRNA、siRNA、RNAi、shRNA、适体和其任意类似物或前体。
寡核苷酸敲低剂：如本文所用的，″寡核苷酸敲低剂″是这样的寡核苷酸种类，它们可以通过以序列特异性方式靶向和结合胞内核酸来抑制基因表达。寡核苷酸敲低剂的非限制性实例包括siRNA、miRNA、shRNA、切丁酶(dicer)底物、反义寡核苷酸、诱饵DNA或RNA、反基因寡核苷酸及其任意类似物和前体。
如本文中所使用的，术语″寡核苷酸″意指包含7-200个核苷酸单体单元的聚合物。在一些实施方案中，″寡核苷酸″包括单和或/双链RNA以及单和/或双链DNA。此外，术语″核苷酸″、″核酸″、″DNA″、″RNA″和/或类似术语包括核酸类似物，即具有被修饰的骨架的类似物，包括、但不限于肽核酸(PNA)、锁定的核酸(LNA)、膦酰基-PNA、吗啉代核酸或具有被修饰的磷酸酯基的核酸(例如硫代磷酸酯、膦酸酯、5′-N-亚磷酰胺键)。核苷酸可以纯化自天然来源、使用重组表达系统产生并任选地纯化、化学合成等。本文所用的″核苷″是描述包含单糖和碱基的化合物的术语。单糖包括、但不限于戊糖和己糖单糖。单糖还包括通过用卤素、甲氧基、氢或氨基取代羟基或通过酯化其他羟基而修饰的单糖模拟物和单糖。在一些实施方案中，核苷酸是或包含天然核苷磷酸酯(例如腺苷、胸苷、鸟苷、胞苷、尿苷、脱氧腺苷、脱氧胸苷、脱氧鸟苷和脱氧胞苷磷酸酯)。在一些实施方案中，碱基包括天然存在于各种核酸中的任意碱基和其他模拟或类似这种天然存在碱基的修饰物。被修饰或衍生的碱基的非限制性实例包括5-氟尿嘧啶、5-溴尿嘧啶、5-氯尿嘧啶、5-碘尿嘧啶、次黄嘌呤、黄嘌呤、4-乙酰胞嘧啶、5-(羧基羟甲基)尿嘧啶、5-羧甲基氨甲基-2-硫脲苷、5-羧甲基氨甲基尿嘧啶、二氢尿嘧啶、β-D-galactosylqueosine、肌苷、N6-异戊烯腺嘌呤、1-甲基鸟嘌呤、1-甲基肌苷、2，2-二甲基鸟嘌呤、2-甲基腺嘌呤、2-甲基鸟嘌呤、3-甲基胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶、N6-腺嘌呤、7-甲基鸟嘌呤、5-甲氨基甲基尿嘧啶、5-甲氧基氨甲基-2-硫脲嘧啶、β-D-mannosylqueosine、5′-甲氧基羧甲基尿嘧啶、5-甲氧基尿嘧啶、2-甲硫基-N6-异戊烯腺嘌呤、尿嘧啶-5-氧基乙酸、怀丁苷(wybutoxosine)、假尿嘧啶、queosine、2-硫胞嘧啶、5-甲基-2-硫尿嘧啶、2-硫尿嘧啶、4-硫尿嘧啶、5-甲基尿嘧啶、尿嘧啶-5-氧基乙酸甲酯、尿嘧啶-5-氧基乙酸、5-甲基-2-硫尿嘧啶、3-(3-氨基-3-N-2-羧丙基)尿嘧啶、2-氨基腺嘌呤、吡咯并嘧啶和2，6-二氨基嘌呤。核苷碱基还包括通用核碱基例如二氟甲苯基、硝基吲哚基、硝基吡咯基或硝基咪唑基。核苷酸还包括携有标记或包含脱碱基即缺乏碱基的单体的核苷酸。除非另有指示，否则核酸序列以5′-3′方向显示。核苷酸可以以序列特异性方式通过经Watson-Crick碱基对的氢键结合另一个核苷酸。这种碱基对被称为彼此互补。寡核苷酸可以是单链、双链或三链的。
RNA干扰(RNAi)：如本文中所使用的，术语“RNA干扰”或“RNAi”是指由至少部分双链RNA介导的基因表达的序列特异性抑制和/或靶mRNA和蛋白质水平的减少，所述双链RNA还包含与靶RNA实质上互补的部分。
RNAi试剂：如本文中所使用的，术语“RNAi试剂”是指可通过RNAi机制介导基因表达的抑制的寡核苷酸，其包括但不限于siRNA、microRNA(miRNA)、短发夹RNA(shRNA)、不对称干扰RNA(aiRNA)、切丁酶底物和其前体。
短干扰RNA(siRNA)：如本文中所使用的，术语“短干扰RNA”或″siRNA″是指包含核苷酸双链体的RNAi试剂，所述双链体在长度上具有约15-50个碱基对并且任选地还包含0至2个单链突出端。siRNA的一条链包括以互补方式与靶RNA杂交的部分。在一些实施方案中，siRNA与靶RNA的被靶向部分之间可能存在一个或多个错配。在一些实施方案中，siRNA通过导致靶转录物降解而介导基因表达抑制。
短发夹RNA(shRNA)：短发夹RNA(shRNA)意指具有至少两个杂交或能够彼此杂交形成双链(双链体)结构的互补性部分和至少一个单链部分的寡核苷酸。
切丁酶底物：″切丁酶底物″是大于约25个碱基对的双链体RNA，其为细胞中RNase III家族成员切丁酶(Dicer)的底物。切丁酶底物被切割而产生约21个碱基对的双链体小干扰RNAs(siRNAs)，它引起RNA干扰效应，从而通过mRNA敲低而引起基因沉默。
抑制基因表达：如本文中所使用的，短语“抑制基因表达”意指引起基因的表达产物的量的任意可测量的减少。表达产物可以是从基因转录的RNA(例如mRNA)和/或从基因转录的mRNA翻译的多肽。可使用用于测量mRNA或蛋白质的标准技术测定表达的水平。
如本文中所使用的，“基本上不带电荷”包括±10-±30mV的ζ电位和/或存在第一数目(z)的可带负电荷的可带电荷种类(例如在去质子化时变成阴离子性的酸性种类)和第二数目(0.5·z)的可带正电荷的可带电荷种类(例如在质子化时变成阳离子性的碱性种类)。
治疗剂：如本文中所使用的，术语“治疗剂”是指当给受试者、器官、组织或细胞施用时具有治疗效果和/或引发期望的生物学和/或药理学效果的任意试剂。
治疗有效量：如本文中所使用的，术语治疗剂的“治疗有效量”是指当给患有或怀疑患有某种疾病、障碍和/或病症的受试者施用时足以治疗、诊断、预防和/或延缓该疾病、障碍和/或病症症状发作的用量。
胶束装配体的结构
在本文中的一些实施方案中提供了包含多个膜去稳定化嵌段共聚物的胶束装配体。在某些实施方案中，胶束装配体包含芯和壳。
在一些实施方案中，膜去稳定化嵌段共聚物的芯嵌段是膜去稳定化的。在具体的实施方案中，本文中描述的膜去稳定化嵌段共聚物的芯嵌段是pH依赖性膜去稳定化疏水物。在某些实施方案中，壳嵌段是亲水性的。在具体的实施方案中，壳嵌段在约中性pH下是亲水性的。
如本文中所使用的，膜去稳定化嵌段共聚物包括膜破裂性嵌段共聚物(例如，裂解内体膜的聚合物)和使膜局部去稳定(例如，通过内体膜中的临时裂隙)的嵌段共聚物。在一些实施方案中，膜去稳定化嵌段共聚物包含(i)多个疏水性单体残基，(ii)多个具有可带电荷种类的阴离子性单体残基，该可带电荷种类在血清生理pH下是阴离子性的，以及在内体pH下基本上是中性的或不带电荷的，以及(iii)任选地多个阳离子性单体残基。在一些实施方案中，嵌段共聚物中阴离子性种类与阳离子性种类之比例的变动允许本文中描述的胶束装配体的膜去稳定化活性改变。在一些此类实施方案中，嵌段共聚物中阴离子性∶阳离子性种类之比在血清生理pH下在约4∶1至约1∶4的范围内。在一些此类实施方案中，嵌段聚合物的疏水性嵌段中阴离子性与阳离子性种类之比的变化允许本文中描述的胶束装配体的膜去稳定化活性改变。在一些此类实施方案中，本文中描述的嵌段共聚物的疏水性嵌段中阴离子性∶阳离子性种类的比例在血清生理pH下在约1∶2至约3∶1，或约1∶1至约2∶1的范围内。
在某些实施方案中，存在于本文中提供的胶束装配体中的膜去稳定化嵌段共聚物包含含有多个疏水性基团的芯部分(例如，芯嵌段)。在一些具体的实施方案中，芯部分(例如，芯嵌段)包含多个疏水性基团和多个第一可带电荷种类或基团。在更具体的实施方案，此类第一可带电荷种类或基团是带负电荷的和/或可带电荷成为带负电荷的种类或基团(例如，在约中性pH下，或约7.4的pH)。在一些特定的实施方案中，芯部分(例如，芯嵌段)包含多个疏水性基团，多个第一可带电荷种类或基团和多个第二可带电荷种类或基团。在更具体的实施方案中，该第一可带电荷种类或基团是带负电荷的和/或可带电荷成为带负电荷的种类或基团，并且该第二可带电荷种类或基团带正电荷和/或可带电荷成为带正电荷的种类或基团(例如，在约中性pH或约7.4的pH下)。
在某些实施方案中，本文中描述的胶束装配体的壳和/或膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段还包含可带电荷的种类或基团。在一些实施方案中，存在于本文中描述的胶束装配体中的一个或多个膜去稳定化嵌段共聚物具有包含多个可带阳离子电荷的种类或基团的壳部分。取决于围绕胶束装配体的介质中电解质的浓度(例如，取决于pH)，此类可带阳离子电荷的种类以带阳离子电荷或不带电荷的状态存在。
在某些实施方案中，本文中提供的胶束装配体在约5的pH下具有净阳离子电荷。在一些实施方案中，本文中描述的胶束装配体在约中性pH下具有净中性电荷。在某些实施方案中，本文中描述的胶束装配体在约中性pH(例如，在约7.4的pH下)具有净阳离子电荷。在一些实施方案中，本文中描述的胶束装配体在约5的pH下比在约7的pH下具有更多的净阳离子电荷。在另外的或可替代选择的实施方案中，本文中提供的胶束装配体在约5的pH下具有比在约7的pH下更多的名义(或绝对值)电荷。
在某些实施方案中，本文中提供了胶束装配体，其中胶束装配体的形式在约6和以上、约6.5和以上、约7和以上、约6至约14或更高；约6至约10或更高、约6至约9.5或更高、约6至约9或更高、约6至约8.5或更高、约6至约8或更高、约6.5至约14或更高、约6.5至约10或更高、约6.5至约9.5或更高、约6.5至约9或更高、约6.5至约8.5或更高、约7至约14或更高、约7至约10或更高、约7至约9.5或更高、约7至约9或更高、约7至约8.5或更高、约6.2至约7.5或更高、6.2至7.5、或约7.2至约7.4的pH范围内是胶束、假胶束或胶束样结构。在某些实施方案中，在约7或以下、约6.8或以下、约6.5或以下、约6.2或以下、约6或以下、约5.8或以下、或约5.7或以下的pH下，本文中提供的胶束装配体、胶束、假胶束或胶束样结构基本上，或至少部分地破裂或解离。在具体的实施方案中，胶束装配体的形式在约6.2至7.5的pH范围内是胶束。要理解，如本文中所使用的，胶束装配体在至少所述pH范围内具有某种形式，而且可能在所述pH范围外的pH下也具有所描述的形式。
在某些实施方案中，本文中描述的“嵌段共聚物”包括芯部分和壳部分。如本文中所论述的，芯部分任选地是或包含芯嵌段并且壳部分任选地包含或是壳嵌段。在一些实施方案中，至少一个这样的嵌段是梯度聚合物嵌段。在另外的实施方案中，本文中使用的嵌段共聚物任选地被梯度聚合物取代(即，用于胶束装配体的聚合物是具有芯部分和壳部分的梯度聚合物)。
在某些实施方案中，胶束装配体是纳米粒。在具体的实施方案中，胶束装配体是胶束。在另外的实施方案中，胶束装配体是具有约10nm至约200nm、约10nm至约100nm或约30-80nm大小的纳米粒或胶束。粒度可以以任意方式来测定，包括但不限于凝胶渗透色谱法(GPC)、动态光散射(DLS)、电子显微镜检查技术(例如，TEM)和其他方法。
在某些实施方案中，壳和/或壳嵌段是亲水性的和/或带电荷的(例如，不带电荷的、阳离子性的、聚阳离子性的、阴离子性的、聚阴离子性的或两性离子性的)。在某些实施方案中，壳和/或壳嵌段是亲水性的和中性的(不带电荷的)。在具体的实施方案中，壳和/或壳嵌段包含净正电荷。在具体的实施方案中，壳和/或壳嵌段包含净负电荷。在具体的实施方案中，壳和/或壳嵌段包含净中性电荷。在一些实施方案中，芯和/或芯嵌段是疏水性的和/或包含疏水性基团、部分、单体单元、种类等。在具体的实施方案中，疏水性芯和/或芯嵌段包含多个疏水性基团、部分、单体单元、种类等以及多个可带电荷的种类或单体单元。在更具体的实施方案，多个可带电荷的单体单元或种类包含多个可带阴离子电荷的单体单元或种类。在更具体的实施方案中，多个可带电荷的单体单元或种类包含多个可带阳离子电荷的单体单元或种类。在更具体的实施方案中，多个可带电荷的单体单元或种类包含多个阳离子性和多个阴离子性的可带电荷的单体单元或种类。在一些实施方案中，嵌段共聚物各自具有(1)形成胶束装配体(例如，胶束)的壳的亲水性带电荷的嵌段(例如，阴离子性的或聚阴离子性的；阳离子性的或聚阳离子性的；或两性离子性的；或不带电荷的)，(2)疏水性嵌段，和(3)多个可带阴离子电荷的种类，并且为膜去稳定化的(例如，以pH依赖性的方式变成膜去稳定化的)。在一些实施方案中，多个可带阴离子电荷的种类存在于疏水性嵌段中。在某些实施方案中，疏水性核和/或芯嵌段任选地包含可包含或可不包含疏水性基团、可带电荷的基团或其组合的间隔子单体单元。在一些实施方案中，形成胶束装配体(例如，胶束)的芯或存在于其上的聚合物嵌段(例如，共聚物的一个或多个芯嵌段)是可带电荷的(例如，在生理pH下包含阳离子性种类和/或阴离子性种类)。在一些情况下，本文中提供的胶束装配体(例如，胶束)从自缔合的多个嵌段共聚物形成。在某些情况下，自缔合通过嵌段共聚物的疏水性嵌段的相互作用发生，并且所得的胶束装配体(例如，胶束)通过存在于胶束装配体芯中的疏水性嵌段的疏水相互作用来稳定。
在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体(例如，胶束)在50％的人血清中保持活性(例如，胶束装配体递送治疗剂例如多核苷酸的活性)至少2小时、至少4小时、至少6小时、至少8小时、至少12小时或至少24小时。在另外的或可替代选择的实施方案中，本文中提供的胶束装配体(例如，胶束)在至少50％的人血浆中保持活性(例如，胶束装配体递送多核苷酸的活性)至少2小时、至少4小时、至少6小时、至少8小时、至少12小时或至少24小时。在另外的或可替代选择的实施方案中，本文中提供的胶束装配体(例如，胶束)在50％的小鼠血清中保持活性(例如，胶束装配体递送多核苷酸的活性)至少2小时、至少4小时、至少6小时、至少8小时、至少12小时或至少24小时。在另外的或可替代选择的实施方案中，本文中提供的胶束装配体(例如，胶束)在至少50％的小鼠血浆中保持活性(例如，胶束装配体递送治疗剂例如多核苷酸的活性)至少2小时、至少4小时、至少6小时、至少8小时、至少12小时或至少24小时。在具体的实施方案中，本文中提供的胶束装配体(例如，胶束)在50％的人血清中保持活性(例如，胶束装配体递送治疗剂例如多核苷酸的活性)至少2小时，在至少50％的人血浆中保持活性至少2小时，在50％小鼠血清中保持活性至少2小时，在至少50％的小鼠血浆中保持活性至少2小时或其组合。
在不同的实施方案，用于本文中描述的胶束装配体(例如，胶束)中的嵌段共聚物对本文中提供的胶束装配体(例如，胶束)的某些方面或功能性具有或经选择具有影响，所述方面或功能性包括但不限于：(1)胶束装配体(例如，胶束)的生物物理性质，例如但不限于例如可溶性、水溶解度、稳定性、含水介质中的稳定性、亲水性、亲脂性、疏水性等；(2)胶束装配体便于配制成可施用形式，或其他目的；(3)胶束装配体能够靶向指定的或选择的类型的细胞(例如，通过携带靶向部分)的能力；和/或(4)增加胶束装配体(例如，胶束)的生物相容性的能力。在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体(例如，胶束)的特征在于一个或多个下列方面：(1)通过在从与水混溶的溶剂(例如但不限于乙醇)稀释至水性溶剂(例如磷酸缓冲盐溶液，pH7.4)时嵌段共聚物的自发自缔合形成有组织的装配体(例如胶束)来形成胶束装配体(例如，胶束)；(2)胶束装配体(例如，胶束)对于稀释(例如，低至构成临界稳定性浓度或临界胶束浓度(CMC)的100μg/ml、50μg/ml、10μg/ml、5μg/ml或1μg/ml的聚合物浓度)是稳定的；(3)胶束装配体(例如，胶束)对于周围介质的高离子强度(例如，0.5M NaCl)是稳定的；和/或(4)胶束装配体(例如，胶束)随着有机溶剂的浓度增加而稳定性逐渐降低，此类有机溶剂包括但不限于二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMS)和二噁烷。在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体(例如，胶束)特征在于具有至少两个上述特性。在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体(例如，胶束)的特征在于具有至少3个上述特性。在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体(例如，胶束)的特征在于具有全部上述特性。
在某些实施方案中，本文中提供的胶束装配体(例如，胶束)的另外或可替代选择的特征在于其他标准：(1)单个嵌段的分子量及其相对长度比减少或增加以控制形成的胶束装配体的大小和其相对稳定性，和(2)改变形成壳的聚合物阳离子性嵌段的大小以提供与阴离子性治疗剂(例如，寡核苷酸药物)的有效复合物形成和/或所述阴离子性治疗剂的电荷中和。
此外，在某些实施方案中，本文中提供的胶束装配体将小的疏水性分子，例如疏水性小分子化合物(例如，疏水性小分子药物)选择性摄入胶束装配体的疏水性芯。在具体的实施方案中，本文提供的胶束装配体将小的疏水性分子，例如疏水性小分子化合物芘选择性摄入胶束装配体的疏水性芯。
芯
在本文中的某些实施方案中，本文中描述的胶束装配体的芯包含多个pH依赖性膜去稳定化疏水物。在某些实施方案中，至少部分地、基本上地或主要地通过疏水相互作用将本文中描述的胶束装配体的芯保持在一起。
在一些实施方案中，本文中描述的胶束装配体的芯包含多个第一可带电荷的种类。在具体的实施方案中，该第一可带电荷的种类带电荷或可带电荷成为阴离子性种类。要理解，芯内的第一可带电荷种类中没有一个、有一些或全部带电荷。
在某些实施方案中，本文中描述的膜去稳定化聚合物的芯嵌段包含多个第一可带电荷的种类和多个第二可带电荷的种类。在一些情况下，第一可带电荷的种类带电荷或可带电荷成为阴离子性种类；并且第二可带电荷的种类带电荷或可带电荷成阳离子性种类。在一些实施方案中，本文中描述的胶束装配体的芯包含多个第一可带电荷的种类；多个第二可带电荷的种类；和多个疏水性种类。
在某些实施方案中，当芯包含多个可带阴离子电荷的种类和多个可带阳离子电荷的种类时，该多个可带阴离子电荷的种类的数目对多个可带阳离子电荷的种类的数目的比例是约1∶10至约10∶1、约1∶8至约8∶1、约1∶6至约6∶1、约1∶4至约4∶1、约1∶2至约2∶1、约3∶2至约2∶3或是约1∶1。在一些实施方案中，芯包含多个带阴离子电荷的可带阴离子电荷的种类和多个带阳离子电荷的可带阳离子电荷的种类，其中存在于芯中的带阴离子电荷的种类的数目对带阳离子电荷的种类的数目的比例是约1∶10至约10∶1、约1∶8至约8∶1、约1∶6至约6∶1、约1∶4至约4∶1、约1∶2至约2∶1、约3∶2至约2∶3或为约1∶1。
在一些实施方案中，在约中性pH(例如，在约7.4的pH下)，所述多个可带阴离子电荷的种类的数目对所述多个可带阳离子电荷的种类的数目的比例是约1∶10至约10∶1、约1∶8至约8∶1、约1∶6至约6∶1、约1∶4至约4∶1、约1∶2至约2∶1、约2∶3至约3∶2、约1∶1.1至约1.1∶1或为约1∶1.在一些实施方案中，芯包含多个带阴离子电荷的可带阴离子电荷的种类和多个带阳离子电荷的可带阳离子电荷的种类，其中在约中性pH(例如，在约7.4的pH下)，芯中存在的带阴离子电荷的种类的数目对带阳离子电荷的种类的数目的比例是约1∶10至约10∶1、约1∶8至约8∶1、约1∶6至约6∶1、约1∶4至约4∶1、约1∶2至约2∶1、约2∶3至约3∶2、约1∶1.1至约1.1∶1、或约1∶1。在具体的实施方案中，存在于芯中的带正电荷的种类对芯中带负电荷的种类的比例在约中性pH下是约1∶4至约4∶1。在更具体的实施方案中，存在于芯中的带正电荷的种类对芯中带负电荷的种类的比例在约中性pH下是约1∶2至约2∶1。在具体的实施方案中，存在于芯中的带正电荷的种类与芯中带负电荷的种类之比在约中性pH下是约1∶1.1至约1.1∶1。
在具体的实施方案中，所述第一可带电荷的种类是布郎斯台德酸。在某些情况下，如本文中所使用的，可带电荷的种类包括其中质子的添加或除去(例如，以pH依赖性的方式)分别提供了阳离子性或阴离子性种类、基团或单体单元的种类。
在一些实施方案中，存在于芯中的第一可带电荷的种类是在约中性pH(例如，在约7.4的pH下)至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少85％或至少95％带负电荷的种类。在具体的实施方案中，第一可带电荷的种类在约中性pH下通过失去H+而带电荷成为阴离子性种类。在另外的或可替代选择的实施方案中，存在于芯中的第一可带电荷的种类是在微酸性pH(约6.5或更低、约6.2或更低、约6或更低、约5.9或更低、约5.8或更低的pH或约内体pH)下至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少85％或至少95％为中性或不带电荷的种类。
在一些实施方案中，第一可带电荷的种类是但不限于例如羧酸、酸酐、磺酰胺、磺酸、亚磺酸、硫酸、磷酸、次膦酸、硼酸、亚磷酸等。
在一些实施方案中，存在于芯中的第二可带电荷的种类是在约中性pH下(例如，在约7.4的pH下)至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少85％或至少95％带正电荷的种类。在具体的实施方案中，此类第二可带电荷的种类通过添加H+而带电荷成为阳离子性种类。在另外的或可替代选择的实施方案中，存在于芯中的第二可带电荷的种类是在微酸性pH(例如，约6.5或更低、约6.2或更低、约6或更低、约5.9或更低、约5.8或更低的pH或约内体pH)下至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少85％或至少95％带正电荷的种类。
在本文中提供的一些实施方案中提供了在胶束装配体的芯中包含多个膜去稳定化部分的胶束装配体。
壳
在一些实施方案中，本文中描述的胶束装配体的壳是亲水性的。在具体的实施方案中，本文中描述的胶束装配体的壳包含多个可带电荷的种类。在具体的实施方案中，可带电荷的种类带电荷或可带电荷成为阳离子性种类。在其他具体的实施方案中，可带电荷的种类带电荷或可带电荷成为阴离子性种类。在其他实施方案中，胶束装配体的壳是亲水性和不带电荷的(例如，基本上不带电荷的)。要理解此类壳嵌段包括其中可带电荷种类中没有一个、有一些或全部带电荷的种类。
在具体的实施方案中，本文中描述的胶束装配体的壳在约中性pH(例如，在约7.4的pH下)是聚阳离子性的。在一些实施方案中，胶束装配体的壳中的可带电荷种类是在约中性pH(例如，在约7.4的pH)下至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少85％或至少95％带正电荷的种类、基团或单体单元。在具体的实施方案中，胶束装配体的壳中的此类可带电荷种类通过添加H+而带电荷成为阳离子性种类(例如，布朗斯台德碱)。在另外的或可替代选择的实施方案中，本文中描述的胶束装配体的壳中的可带电荷种类是在微酸性pH(例如，约6.5或更低、约6.2或更低、约6或更低、约5.9或更低、约5.8或更低的pH或约内体pH)下至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少85％或至少95％带正电荷的种类。
在一些实施方案中，本文中描述的胶束装配体的壳在生理pH(例如，循环人血浆的pH)下或其附近是阳离子性的。在一些实施方案中，壳嵌段是聚阳离子性的。在一些实施方案中，壳包含一个或多个治疗剂(例如，多核苷酸，例如siRNA)，其中治疗剂是聚阴离子性的。在一些实施方案中，所述多个治疗剂包含总共x个阴离子，本文中描述的胶束装配体的聚阳离子性壳包含约0.6x、约0.7x、约0.8x、约0.9x、约1.0x、约1.1x个阳离子或更多阳离子。
在一些实施方案中，本文中描述的胶束装配体的壳是亲水性的并且不带电荷。可用于本文中的亲水性的不带电荷种类包括但不限于例如聚乙醇(PEG)、聚氧化乙烯(PEO)等。
在某些实施方案中，本文中描述的胶束装配体的壳包含多个不同的亲水性种类(例如，至少一个不带电荷的亲水性种类和至少一个带电荷的亲水性种类)。
粒度
在某些实施方案中，本文中提供的胶束装配体是具有任意适当大小的纳米粒。通过调整芯部分、壳部分、另外的部分或其组合的聚合程度来调整纳米粒的大小以满足特殊需要。在具体的实施方案中，本文中提供的胶束装配体具有约10nm至约200nm的平均流体动力学直径。在更具体的实施方案中，本文中提供的胶束装配体在含水介质中具有约1nm至约500nm、约5nm至约250nm、约10nm至约200nm、约10nm至约100nm、约20nm至约100nm、约30nm至约80nm等的平均流体动力学直径。在更具体的实施方案中，本文中提供的胶束装配体在具有约中性pH(例如，约7.4的pH)的含水介质中具有约1nm至约500nm、约5nm至约250nm、约10nm至约200nm、约10nm至约100nm、约20nm至约100nm、约30nm至约80nm等的平均流体动力学直径。在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体在人血清中具有约1nm至约500nm、约5nm至约250nm、约10nm至约200nm、约10nm至约100nm、约20nm至约100nm、约30nm至约80nm等的流体动力学直径。在具体的实施方案中，本文中提供了在具有约7.4的pH的含水介质和在人血清中都具有约10nm至约200nm的粒度的胶束装配体。
装配体
在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体是自我装配的。在某些实施方案中，胶束装配体在含水介质中是自我装配的或能够自我装配。在一些实施方案中，胶束装配体在具有约中性pH(例如，具有约7.4的pH)的含水介质中是自我装配的或能够自我装配。在一些实施方案中，胶束装配体在用具有约中性pH(例如，具有约7.4的pH)的含水介质稀释嵌段共聚物的有机溶液后是自我装配的或能够自我装配。在一些实施方案中，胶束装配体在人血清中是自我装配的或能够自我装配。在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体是自我装配的。
在具体的实施方案中，本文中提供的胶束装配体在约6至约9、约6至约8、约6.5至约9、约6.5至约8、约6.5至约7.5、约7至约9或约7至约8内的至少一个pH值下的含水介质中自我装配。在一些实施方案中，胶束装配体在约5.0至约7.4内的pH值下的含水介质中是膜去稳定化的。要理解，如本文中所使用的，胶束装配体在至少本文中描述的pH下自我装配，但还可在本文中描述的pH范围外的一个或多个pH值下自我装配。
在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体在任意适当的浓度下自我装配。在某些实施方案中，本文中提供的胶束装配体在约2μg/mL、约5μg/mL、约8μg/mL、约10μg/ml、约20μg/mL、约25μg/mL、约30μg/mL、约40μg/mL、约50μg/mL、约60μg/mL、约70μg/mL、约80μg/mL、约90μg/mL、约100μg/mL或更高的浓度(例如，具有这样的临界装配浓度下自我装配(CAC)，或胶束装配体形成的最低浓度)。在某些实施方案中，本文中提供的胶束装配体在约1μg/mL至约100μg/mL之间的至少一个浓度下自我装配。
在一些实施方案中，通过本文中描述的聚合物的自发自我装配来制备本文中提供的胶束装配体(例如，胶束)。在某些实施方案中，在(a)将与水混溶的有机溶剂中的聚合物溶液稀释入含水介质中；或(b)直接溶解于含水溶液后，本文中描述的聚合物装配成本文中提供的胶束装配体。在一些实施方案中，本文中描述的聚合物在多核苷酸不存在的情况下装配成本文中提供的胶束装配体。
在一些实施方案中，胶束装配体(例如，胶束)对于含水溶液中的稀释是稳定的。在具体的实施方案中，胶束装配体(例如，胶束)对生理pH(包括人循环血液的pH)下的稀释稳定，其临界稳定性浓度(例如，临界胶束浓度(CMC))为约50至约100μg/mL或约10至约50μg/mL、低于10μg/mL、低于5μg/mL或低于2μg/mL。如本文中所使用的，“胶束装配体的去稳定化”意指形成胶束装配体的聚合物链至少部分地解聚，结构改变(例如，大小的扩大和/改变形状)，和/或可形成无定形超分子结构(例如，非胶束超分子结构)。术语临界稳定性浓度(CSC)、临界胶束浓度(CMC)和临界装配浓度(CAC)在本文中可互换使用。
稳定性
在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体在含水介质中是稳定的。在某些实施方案中，本文中提供的胶束装配体在选择的pH，例如约生理pH(例如，循环人血浆的pH)下在含水介质中是稳定的。在具体的实施方案中，本文中提供的胶束装配体在约中性pH下(例如，约7.4的pH下)在含水介质中是稳定的。在具体的实施方案中，含水介质是动物(例如，人)血清或动物(例如，人)血浆。在某些实施方案中，本文中提供的胶束装配体在人血清和/或人血浆中是稳定的。在具体的实施方案中，胶束装配体在循环人血浆中是稳定的。要理解，胶束装配体的稳定性不限于指定的pH，而且其还在最低限度包括该指定pH的pH值下是稳定的。在具体的实施方案中，本文中描述的胶束装配体在酸性pH下明显不如在约中性的pH下稳定。在更具体的实施方案，本文中描述的胶束装配体在约5.8的pH下明显不如在约7.4的pH下稳定。
在具体的实施方案中，胶束装配体在约10μg/ml或更高的浓度下(例如，在约中性pH下)是稳定的。在一些实施方案中，胶束装配体在约100μg/mL或更高的浓度下(例如，在约中性pH)是稳定的。
嵌段共聚物
在一些实施方案中，本文中提供的膜去稳定化嵌段共聚物在任意适当的pH下是膜去稳定化的。在一些实施方案中，该膜去稳定化嵌段共聚物在内体pH、约6.5或更低、约5.0至约6.5或约6.2或更低的pH下是膜去稳定化的(例如，在含水介质中)。
在具体的实施方案中，本文中提供的膜去稳定化嵌段共聚物的芯嵌段包括多个第一可带电荷的基团、种类或单体单元和多个第二可带电荷的种类、基团或单体单元。在某些情况下，第一可带电荷的基团、种类或单体单元带负电荷或可带电荷成为带负电的种类、基团或单体单元。在一些情况下，第二可带电荷的基团、种类或单体单元带正电荷或可带电荷成为阳离子性种类、基团或单体单元。在某些实施方案中，随着含有本文中描述的胶束装配体的含水介质的pH增加，膜去稳定化嵌段共聚物的芯嵌段和胶束装配体的芯将带更多的正电荷，从而导致胶束装配体的形状和/或大小的破裂，并且引起膜(例如，围绕胶束装配体的内体膜)的部分破裂或显著破裂。
在某些实施方案中，本文中提供的胶束装配体包含多个以pH依赖性方式使内体膜去稳定的膜去稳定化嵌段共聚体。在不同的实施方案中，所述膜去稳定化嵌段共聚物当装配在胶束装配体中和/或当独立于胶束装配体形式而存在(例如，当胶束装配体被解离和/或去稳定化时)时，能够使膜去稳定。在一些实施方案中，在生理pH(例如，循环血液的pH)下或其附近，组成胶束装配体的聚合物具有程度最低的膜去稳定性，但在暴露于降低的pH(例如，内体pH)时，聚合物是膜去稳定化的。在某些情况下，这种向膜去稳定化状态的转变是通过掺入聚合物的微酸性残基的质子化发生的，这样的质子化导致聚合物的疏水性增加。在某些情况下，聚合物的增加的疏水性导致胶束装配体的构象变化，使胶束装配体具有膜去稳定化作用(例如，引起膜的去稳定化)。在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体的膜去稳定化机制不依赖于聚阳离子例如PEI或其他聚阳离子的纯粹质子-海绵膜去稳定化机制。在一些实施方案中，两个膜破裂机制：(a)聚阳离子(例如DMAEMA)和(b)疏水化的聚阴离子(例如丙基丙烯酸)一起作用的组合对由聚合物提供的膜去稳定化效力具有累加或协同作用。
在一些实施方案中，聚合物嵌段任选地选自但不限于例如多核苷酸、寡核苷酸、聚乙二醇、亲水性嵌段、疏水性嵌段、带电荷的嵌段等。
在某些实施方案中，本文中描述的胶束装配体包含膜去稳定化嵌段共聚物，其中嵌段共聚物是非肽和/或非脂质的。本文中提供了包含膜去稳定化嵌段共聚物的胶束装配体，其中芯嵌段是非肽和/或非脂质的。在某些实施方案中，本文中描述的胶束装配体包含膜去稳定化嵌段共聚物，其中壳嵌段是非肽的和/或非脂质的。在一些实施方案中，形成胶束装配体的嵌段共聚物的骨架是非肽的和/或非脂质的。在某些实施方案中，芯嵌段的骨架是非肽和/或非脂质的。在一些实施方案中，壳嵌段是非肽和/或非脂质的。如本文中所使用的，脂质是在广义上被定义为疏水性或两亲性分子的化合物大组，所述分子完全或部分起源于两个不同类型的生物化学亚单元：酮脂酰和异戊二烯基，例如脂肪酸、甘油脂质、磷酸甘油脂质(glycerophoispholipid)、鞘脂、糖脂、多聚乙酰、固醇脂(sterol lipid)和孕烯醇酮脂(prenol lipid)。
在一些实施方案中，本文中提供了胶束装配体，其包含多个含有芯部分(例如，芯嵌段)和壳部分(例如，壳嵌段)的膜去稳定化嵌段共聚物，其中芯部分(例如，芯嵌段)的数均分子量与壳部分(例如，壳嵌段)的数均分子量之比以任意适当的比率存在。在具体的实施方案中，在膜去稳定化嵌段共聚物中芯部分(例如，芯嵌段)的数均分子量与壳部分(例如，壳嵌段)的数均分子量之比以约1∶10至约5∶1、约1∶1至约5∶1、约5∶4至约5∶1、约1∶2至约2∶1、约2∶1、约1.5∶1、约1.1∶1、约1.2∶1、约1.3∶1、约1.4∶1、约1.6∶1、约1.7∶1、约1.8∶1、约1.9∶1或约2.1∶1的比率存在。在一些实施方案中，在膜去稳定化嵌段共聚物中芯部分(例如，芯嵌段)的数均分子量与壳部分(例如，壳嵌段)的数均分子量之比以约2(或更高)比1；约1.5(或更高)比1；约1.1(或更高)比1；约1.2(或更高)比1；约1.3(或更高)比1；约1.4(或更高)比1；约1.6(或更高)比1；约1.7(或更高)比1；约1.8(或更高)比1；约1.9(或更高)比1或约2.1(或更高)比1的比率存在。在具体的实施方案中，芯嵌段的数均分子量与壳嵌段的数均分子量之比是约2∶1。
在具体的实施方案中，本文中提供的胶束装配体包含至少一种类型的具有亲水性节段和疏水性节段的聚合物(例如，嵌段共聚物和/或单嵌段聚合物，包括单嵌段共聚物)。在某些实施方案中，亲水性节段是亲水性嵌段并且疏水性节段是疏水性嵌段。在一些实施方案中，此类聚合物是非肽的。在其他实施方案中，亲水性节段和疏水性节段是单嵌段梯度共聚物的不同区域。在不同的情况下，“聚合物节段”是具有给定的物理性质(例如，本文中描述的嵌段的物理性质，例如，疏水性、亲水性、荷电率(chargeability)等)的聚合物部分或包含一个或多个具有相似物理性质(例如，疏水性、亲水性、荷电率等)的嵌段的聚合物部分。
在某些实施方案中，本文中描述的胶束装配体的一个或多个或全部聚合物(包括至少多个膜去稳定化嵌段共聚物以及任选地非膜去稳定化嵌段共聚物)各自具有(1)形成胶束装配体(例如，胶束)壳的至少一部分的任选地带电荷的亲水性节段(例如，壳嵌段)；和(2)形成胶束装配体(例如，胶束)疏水性芯的至少一部分的基本上疏水性的节段(例如，芯嵌段)，所述胶束装配体通过形成芯的聚合物节段的疏水性相互作用来稳定。在一些实施方案中，所述亲水性节段是中性的或不带电荷的。在一些实施方案中，所述亲水性节段是带电荷的和阳离子性的或聚阳离子性的。在一些实施方案中，亲水性节段是带电的和阴离子性的或聚阴离子性的。在一些实施方案中，亲水性节段是带电荷的和两性离子性的。在一些情况下，亲水性节段可起至少3个作用：(1)形成胶束结构的壳，(2)增加胶束装配体的水分散性，和(3)连接至(例如，结合)一个或多个治疗剂(例如，基于寡核苷酸的治疗性分子例如siRNA)。在一些实施方案中，膜去稳定化嵌段共聚物的芯嵌段和/或胶束装配体的芯还包含可带电荷的或带电荷的种类(例如，在生理pH下为阴离子性和/或阳离子性的种类/单体单元)并且是膜去稳定性的(例如，以pH依赖性的方式使膜去稳定)。在一些实施方案中，胶束装配体的基本上疏水的嵌段(例如，芯嵌段)和/或芯包含一个或多个可带电荷的种类(例如，单体单元、部分、基团等)。在更具体的实施方案中，胶束装配体的基本上疏水的嵌段和/或芯包含多个阳离子性种类和多个阴离子性种类。在更具体的实施方案中，膜去稳定化嵌段共聚物的芯嵌段和/或胶束装配体的芯包含基本上相似数量的阳离子性和阴离子性种类(即，疏水性嵌段和/或芯基本上是净中性的)。
在某些实施方案中，本文中提供的胶束装配体包含含有第一和第二可带电荷种类的疏水性芯嵌段。在一些实施方案中，第一可带电荷种类是如本文中所描述的并且第二可带电荷种类是当质子化时可带电荷成为阳离子性种类。在具体的实施方案中，第一可带电荷种类在酸性pH(例如，内体pH，低于约6.5的pH，低于约6.0的pH，低于约5.8的pH，低于约5.7的pH等)下不带电荷。在具体的实施方案中，第二可带电荷种类的pKa为约6至约10、约6.5至约9、约6.5至约8、约6.5至约7.5或任意其他适当的pKa。在某些实施方案中，第一可带电荷种类中的至少一个和第二可带电荷种类中的至少一个存在于单个单体单元上。在一些实施方案中，第一可带电荷的种类存在于第一可带电荷的单体单元上并且第二可带电荷的种类存在于第二可带电荷的单体单元上。在某些实施方案中，第一可带电荷的种类在去质子化后可带电荷成为阴离子性种类，第二可带电荷的种类在质子化后可带电荷成为阳离子性种类，并且阴离子性种类与阳离子性种类之比在约中性pH下为约1∶10至约10∶1，约1∶6至约6∶1、约1∶4至约4∶1、约1∶2至约2∶1、约1∶2至3∶2之间，或为约1∶1。在一些实施方案中，第一可带电荷的单体单元与第二可带电荷的单体单元之比是约1∶10至约10∶1、约1∶6至约6∶1、约1∶4至约4∶1、约1∶2至约2∶1、约1∶2至3∶2或为约1∶1。
术语“共聚物”，如本文中所使用的，表示聚合物是两个或更多个不同单体聚合的结果。本文中描述的胶束装配体的“单嵌段聚合物”或“亚单元聚合物(subunit polymer)”是单个聚合步骤的合成产物。术语单嵌段聚合物包括共聚物(即，超过一种类型的单体的聚合产物)和均聚物(即，单个类型的单体的聚合产物)。“嵌段”共聚物是指包含结构单元或单体单元(在本文中可互换使用)的一个或多个亚组合的结构。此类结构单元或单体单元包含聚合单体的残基。在一些实施方案中，本文中描述的嵌段共聚物包含非脂质结构单元或单体单元。在一些实施方案中，嵌段共聚物是二嵌段共聚物。二嵌段共聚物包含两个嵌段；这种聚合物的图示概括表列如下：[AaBbCc...]m-[XxYyZz...]n，其中每个字母表示结构单元或单体单元，并且其中每个结构单元的下标表示该具体嵌段中该单元的摩尔分数，三个点表示每个嵌段中可以存在更多(也可以更少)个结构单元，m和n表示二嵌段共聚物中每个嵌段的分子量。正如图示提示的，在一些情况中，对每个嵌段分别控制每个结构单元的数量和性质。图示并不意味着且不应解释为推定各嵌段中结构单元数或不同类型结构单元数之间何种情况下的任意关系。该图示也不意味着描述具体嵌段内结构单元的任意具体数量或排列。在每一嵌段中，除非另有特别描述，否则结构单元可以以纯粹随机、交替随机、规整交替、规整嵌段或随机嵌段结构形式排列。例如，纯粹随机结构可以具有形式(非限制性的)：x-x-y-z-x-y-y-z-y-z-z-z...。非限制性的示例性交替随机结构可以具有形式(非限制性的)：x-y-x-z-y-x-y-z-y-x-z...，示例性的规整交替结构可以具有形式(非限制性的)：x-y-z-x-y-z-x-y-z...。示例性的规整嵌段结构可以具有如下结构(非限制性的)：...x-x-x-y-y-y-z-z-z-x-x-x...，而示例性的随机嵌段结构可以具有结构(非限制性的)：...x-x-x-z-z-x-x-y-y-y-y-z-z-z-x-x-z-z-z-...。在梯度聚合物中，一个或多个单体单元的含量以梯度方式从聚合物的α端值增加或减少到ω端值。在上述一般实例中无一指的是单个结构单元或嵌段的具体并列或嵌段中结构单元的数量或嵌段的数量，也不应将它们视为以任意方式具有或限制形成本发明胶束装配体的嵌段共聚物的实际结构。在某些实施方案中，本文中提供了本文中描述的任意亚单元聚合物或亚单元聚合物的组成，无论此类聚合物是否装配成胶束装配体。
如本文中所使用的，括入结构单元的括号并非意指且并非视为意指结构单元自身形成嵌段。即方括号内的结构单元可以以任意方式与嵌段内的其他结构单元组合，即纯粹随机、交替随机、规整交替、规整嵌段或随机嵌段结构。本文所述的嵌段共聚物是任选地交替、梯度或随机嵌段共聚物。在一些实施方案中，嵌段共聚物是树状、星型或接枝共聚物。
在某些实施方案中，本文中提供的胶束装配体的嵌段共聚物(例如膜去稳定化嵌段共聚物)包含乙烯型不饱和单体。术语“乙烯型不饱和单体”在本文中定义为具有至少一个碳双键或三键的化合物。乙烯型不饱和单体的非限定性实例是：(烷基)丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、烷基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、苯乙烯、烯丙基胺、烯丙基铵、二烯丙基胺、二烯丙基铵、N-乙烯基甲酰胺、乙烯醚、乙烯磺酸酯、丙烯酸、硫代甜菜碱、羧基甜菜碱、磷甜菜碱(phosphobetaine)或马来酸酐。
在不同实施方案中，使用适合用于提供本文中描述的胶束装配体的聚合物(包括，例如，膜去稳定化嵌段共聚物)的任意单体。在一些实施方案中，适合用于制备本文中提供的胶束装配体的聚合物(包括，例如，膜去稳定化嵌段共聚物)的单体包括但不限于例如一个或多个下列单体：甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯(全部同分异构体)、甲基丙烯酸丁酯(全部同分异构体)、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯腈、α-甲基苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯(全部同分异构体)、丙烯酸丁酯(全部同分异构体)、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸、丙烯酸苄酯、丙烯酸丙酯、丙烯腈、苯乙烯、选自如下的丙烯酸酯类和苯乙烯类：甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯(全部异构体)、甲基丙烯酸羟丁酯(全部异构体)、甲基丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯、甲基丙烯酸三乙二醇酯、甲基丙烯酸寡乙二醇酯、衣康酸酐、衣康酸、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸羟丙酯(全部异构体)、丙烯酸羟丁酯(全部异构体)、丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯、丙烯酸N，N-二乙氨基乙酯、丙烯酸三乙二醇酯、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N-叔丁基甲基丙烯酰胺、N-正丁基甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺(N-methylolacrylamide)、N-羟乙基丙烯酰胺(N-ethylolacrylamide)、乙烯基苯甲酸(全部异构体)、二乙氨基苯乙烯(全部异构体)、α-甲基乙烯基苯甲酸(全部异构体)、二乙氨基α-甲基苯乙烯(全部异构体)、对-乙烯基苯磺酸、对-乙烯基苯磺酸钠盐、甲基丙烯酸三甲氧基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸三乙氧基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸三丁氧基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸二甲氧基甲基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸二乙氧基甲基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸二丁氧基甲基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸二异丙氧基甲基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸二甲氧基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸二乙氧基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸二丁氧基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸二异丙氧基甲硅烷基丙酯、丙烯酸三甲氧基甲硅烷基丙酯、丙烯酸三乙氧基甲硅烷基丙酯、丙烯酸三丁氧基甲硅烷基丙酯、丙烯酸二甲氧基甲基甲硅烷基丙酯、丙烯酸二乙氧基甲基甲硅烷基丙酯、丙烯酸二丁氧基甲基甲硅烷基丙酯、丙烯酸二异丙氧基甲基甲硅烷基丙酯、丙烯酸二甲氧基甲硅烷基丙酯、丙烯酸二乙氧基甲硅烷基丙酯、丙烯酸二丁氧基甲硅烷基丙酯、丙烯酸二异丙氧基甲硅烷基丙酯、乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、乙烯基氯、乙烯基氟、乙烯基溴、马来酸酐、N-芳基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-烷基马来酰亚胺、N-丁基马来酰亚胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基咔唑、丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯、乙烯、丙烯、1，5-己二烯类、1，4-己二烯类、1，3-丁二烯类、1，4-戊二烯类、乙烯醇、乙烯基胺、N-烷基乙烯基胺、烯丙基胺、N-烷基烯丙基胺、二烯丙基胺、N-烷基二烯丙基胺、亚烷基亚胺、丙烯酸类、烷基丙烯酸酯类、丙烯酰胺类、甲基丙烯酸类、甲基丙烯酸烷基酯类、甲基丙烯酰胺类、N-烷基丙烯酰胺类、N-烷基甲基丙烯酰胺类、N-异丙基丙烯酰胺、乙烯基萘、乙烯基吡啶、乙基乙烯基苯、氨基苯乙烯、乙烯基吡啶、乙烯基咪唑、乙烯基联苯、乙烯基茴香醚、乙烯基咪唑基、乙烯基吡啶基、乙烯基聚乙二醇、二甲氨基甲基苯乙烯、三甲基铵乙基甲基丙烯酸酯、三甲基铵乙基丙烯酸酯、二甲氨基丙基丙烯酰胺、三甲基铵乙基丙烯酸酯、三甲基铵乙基甲基丙烯酸酯、三甲基铵丙基丙烯酰胺、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十八酯或甲基丙烯酸十八酯单体或其组合。
在一些实施方案中，任选地使用此类单体的官能化形式。官能化的单体，如本文中所使用的，是包含掩蔽或未掩蔽的官能团(例如在聚合后可以连接其他部分的基团)的单体。此类基团的非限定性实例是伯氨基、羧基、硫氢基、羟基、叠氮基和氰基。几个适当的掩蔽基团是可供利用的(参见，例如，T.W.Greene&P.G.M.Wuts、Protective Groupsin Organic Synthesis(第2版)J.Wiley&Sons、1991.P.J.Kocienski、Protecting Groups、Georg Thieme Verlag、1994)。
按照任意适当的方式制备此处所述的聚合物。用于产生本文中提供的聚合物的适当合成方法包括但不限于例如阳离子、阴离子和自由基聚合。在一些情况下，当使用阳离子方法时，用催化剂处理单体以引发聚合。任选地，一种或多种单体用于形成共聚物。在一些实施方案中，这种催化剂是引发剂，包括例如质子酸(布郎斯台德酸)或路易斯酸，在使用路易斯酸的情况下，还任选地使用一些促进剂例如水或醇。在一些实施方案中，催化剂是但不限于例如碘化氢、高氯酸、硫酸、磷酸、氟化氢、氯磺酸、甲磺酸、三氟甲磺酸、三氯化铝、烷基氯化铝、三氟化硼复合物、四氯化锡、五氯化锑、氯化锌、四氯化钛、五氯化磷、三氯氧磷或氯氧化铬。在某些实施方案中，聚合物合成纯净地或在任意适合的溶剂中进行。适当的溶剂包括但不限于戊烷、己烷、二氯甲烷、氯仿或二甲基甲酰胺(DMF)。在某些实施方案中，在任意适当的反应温度下，包括例如约-50℃至约100℃或约0℃至约70℃的温度下进行聚合物合成。
在某些实施方案中，通过自由基聚合制备聚合物。当使用自由基聚合方法时，提供(i)单体、(ii)任选地共聚单体和(iii)任选的自由基来源以引发自由基聚合过程。在一些实施方案中，自由基的来源是任选的，因为一些单体可在于高温下加热时自我引发。在某些情况下，在形成聚合混合物后，将混合物接触聚合条件。聚合条件是如本文中所述引起至少一种单体形成至少一种聚合物的条件。这种条件任选地可改变至任意适当的水平，包括但不限于例如温度、压力、气氛、聚合混合物中使用的原料的比例和反应时间。以任意适当的方式包括例如在溶液、分散体、悬浮液、乳剂中或批量进行聚合。
在一些实施方案中，引发剂存在于反应混合物中。如果可用于本文中描述的聚合方法，则任选地使用任意适当的引发剂。这种引发剂包括但不限于例如一种或多种烷基过氧化物、取代的烷基过氧化物、芳基过氧化物、取代的芳基过氧化物、酰基过氧化物、烷基氢过氧化物、取代的烷基氢过氧化物、芳基氢过氧化物、取代的芳基氢过氧化物、杂烷基过氧化物、取代的杂烷基过氧化物、杂烷基氢过氧化物、取代的杂烷基氢过氧化物、杂芳基过氧化物、取代的杂芳基过氧化物、杂芳基氢过氧化物、取代的杂芳基氢过氧化物、烷基过酸酯、取代的烷基过酸酯、芳基过酸酯、取代的芳基过酸酯或偶氮化合物。在具体的实施方案中，过氧化苯酰(BPO)和/或AIBN用作引发剂。
在一些实施方案中，聚合过程以活泼形式按照任意适合的方式进行，例如，但不限于原子转移自由基聚合(ATRP)、一氧化二氮-为介体的活泼自由基聚合(NMP)、开环聚合(ROP)、简并性转移(DT)或可逆添加分段转移(RAFT)。使用常规和/或活泼/受控聚合方法，可以生产各种聚合物结构，例如、但不限于嵌段、接枝、星形和梯度共聚物，其中单体单元在整个链上以统计学方式或以梯度方式分布，或以嵌段顺序或侧链接枝形式均聚化。在其他实施方案中，通过大分子设计，经黄原酸酯类(MADIX)的可逆添加-分段链转移合成聚合物(Direct Synthesis ofDouble Hydrophilic Statistical Di-and Triblock CopolymersComprised of Acrylamide and Acrylic Acid Units via the MADIXProcess″，Daniel Taton等人，Macromolecular Rapid Communications，22，No.18，1497-1503(2001).)。
在某些实施方案中，可逆添加-分段链转移或RAFT用于合成本发明的乙烯型骨架聚合物。RAFT是一种活泼聚合过程。RAFT包含自由基简并性链转移过程。在一些实施方案中，用于制备本文所述聚合物的RAFT方法使用硫羰基硫基化合物，例如、但不限于二硫酯类、二硫氨基甲酸酯类和黄原酸酯类，以通过可逆链转移机制介导聚合。在一些情况中，聚合物自由基与任意上述化合物的C＝S基团的反应导致形成稳定化的自由基中间体。典型地，这些稳定化的自由基中间体不发生标准自由基聚合所典型的终止反应，而是再引入能够再引发或增殖单体的自由基，从而在该过程中重新形成C＝S键。在大部分情况中，这种添加到C＝S键上、然后使随后的自由基段裂的循环持续至全部单体耗尽或反应被淬灭。一般而言，低浓度的活性自由基在任意具体时间均限制正常终止反应。
在一些实施方案中，用于本文中提供的胶束装配体(例如，胶束)中的聚合物(例如，膜去稳定化嵌段共聚物)具有较低的多分散性指数(PDI)或在链长上的差异。按照任意适合的方式测定多分散性指数(PDI)，例如通过将聚合物链的重均分子量除以其数均分子量来测量。数均分子量是各链分子量的总和除以链数量。重均分子量与分子量的平方除以该分子量的分子的数量成正比。由于重均分子量始终大于数均分子量，所以多分散性始终大于或等于1。当数值越来越接近相同时，即当多分散性趋近于值1时，聚合物变成更加接近单分散性，其中每一链具有实际上相同的数目的结构单元。趋近于1的多分散性值可以使用活泼自由基聚合得到。测定多分散性的方法例如、但不限于尺寸排阻色谱法、动态光散射、基质辅助的激光解吸/电离色谱法和电喷雾质量色谱法是本领域众所周知的。在一些实施方案中，本文提供的胶束装配物(例如胶束)的嵌段共聚物(例如膜去稳定化嵌段共聚物)具有小于2.0，或小于1.8，或小于1.6，或小于1.5，或小于1.4，或小于1.3，或小于1.2的多分散性指数(PDI)。
本文所述的聚合过程任选在任意适合的溶剂或其混合物中发生。适当的溶剂包括水、醇(例如，甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇)、四氢呋喃(THF)二甲基亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)、丙酮、乙腈、六甲基磷酰胺、乙酸、甲酸、己烷、环己烷、苯、甲苯、二噁烷、二氯甲烷、醚(例如乙醚)、氯仿和乙酸乙酯。在一个方面，溶剂包括水和水与水易溶混有机溶剂例如DMF的混合物。
在某些实施方案中，以任意合适的方式制备本文中使用的聚(DMAEMA)和其他聚合物实体(例如，BMA、DMAEMA和PAA的共聚物或共聚物嵌段)。在一个实施方案中，通过在RAFT CTA、ECT和自由基引发剂存在的情况下聚合DMAEMA来制备聚(DMAEMA)。在一些实施方案中，将嵌段聚(DMAEMA)macroCTA用于制备一系列二嵌段共聚物，其中第二嵌段包含BMA、DMAEMA和PAA。在其他具体的实施方案中，反转二嵌段聚合物上嵌段的方向，以使在自我装配后，聚合物的ω末端暴露在胶束或胶束装配体的亲水性节段上。在不同的实施方案中，这通过任意适当的方式包括许多合成方法来实现。例如，在一些实施方案中，本文中描述的嵌段共聚物的合成始于形成芯的PAA/BMA/DMAEMA疏水性嵌段的制备，然后在第二合成步骤中通过将所得的PAA/BMA/DMAEMA macroCTA经历第二RAFT聚合步骤来加入形成壳的亲水性带电荷嵌段。变通方法包括还原PAA/BMA/DMAEMA macroCTA以形成硫氢基末端，然后将预先形成的亲水性带电荷聚合物共价连接至形成的硫氢基。该合成方法提供了在暴露于胶束表面的聚合物链的ω-末端上引入反应性基团的方法，从而提供了对胶束进行化学缀合的可选择的方法。
在一些实施方案中，通过化学缀合由分别的聚合方法制备的几种聚合物嵌段来合成嵌段共聚物。
在一些情况下，嵌段共聚物(例如膜去稳定化嵌段共聚物)包含具有反应性基团的单体，所述反应性基团可用于通过本领域内已知的化学法例如“Click”化学法(关于例如“Click”反应，参见Wu，P.；Fokin，V.V.Catalytic Azide-Alkyne Cycloaddition：Reactivity andApplications.Aldrichim.Acta，2007，40，7-17)聚合后引入额外的功能性。
在特定的情况下，本文中提供了下列结构的聚合物(例如，嵌段共聚物，包括膜去稳定化嵌段共聚物)：
α-[Ds-Xt]b-[Bx-Py-Dz]a-ω[结构1]
α-[Bx-Py-Dz]a-[Ds-Xt]b-ω[结构2]
其中x、y、z、s和t是各个单体单元D(DMAEMA)、B(BMA)、P(PAA)和亲水性中性单体(X)在聚合物嵌段中的摩尔百分比组成(通常为0-50％)，a和b是嵌段的分子量，[Ds-Xt]是亲水性芯嵌段，α和ω表示聚合物的相对末端。在某些实施方案中，x为50％、y为25％并且z为25％。在某些实施方案中，x为60％、y为20％以及z为20％。在某些实施方案中，x为70％、y为15％以及z为15％。在某些实施方案中，x为50％、y为25％并且z为25％.在某些实施方案中，x为33％、y为33％并且z为33％。在某些实施方案中，x为50％、y为20％并且z为30％。在某些实施方案中，x为20％、y为40％并且z为40％。在某些实施方案中，x为30％、y为40％并且z为30％。在一些实施方案中，本文中描述的胶束装配体包含约2,000Da至约30,000Da、约5,000Da至约20,000Da或约7,000Da至约15,000Da的亲水性嵌段。在具体的实施方案中，亲水性嵌段为约7,000Da、8,000Da、9,000Da、10,000Da、11,000Da、12,000Da、13,000Da、14,000Da或15,000Da。在某些实施方案中，本文中描述的胶束装配体包含约2,000Da至约50,000Da、约10,000Da至约50,000Da、约15,000Da至约35,000Da或约20,000Da至约30,000Da的疏水性芯嵌段。在一些具体的实施方案中，具有12,500Da的亲水性嵌段和25,000Da的疏水性芯嵌段(1∶2的长度比)的聚合物形成胶束装配体(例如，胶束)。在一些具体的实施方案中，具有10,000Da的亲水性嵌段和30,000Da的疏水性芯嵌段(1∶3的长度比)的聚合物形成胶束装配体(例如，胶束)。在一些具体的实施方案中，具有10,000Da的亲水性嵌段和25,000Da的疏水性芯嵌段(1∶2.5的长度比)的聚合物形成约45nm(如通过动态光散射测量或电子显微镜检查测定的)的胶束装配体(例如，胶束)。在一些具体的实施方案中，胶束为80或130nm(例如通过动态光散射测量或电子显微镜检查测定的)。通常，随着形成胶束壳的[Ds-Xt]的分子量(或长度)相对于[Bx-Py-Dz](形成芯的疏水性芯嵌段)增加，胶束的大小增加。在一些情况下，形成壳的聚合物阳离子嵌段([Ds-Xt])的大小在提供与寡核苷酸药物的有效复合物形成/电荷中和中非常重要。例如，在某些情况下，对于约20个碱基对(即，40个阴离子电荷)的siRNA，阳离子嵌段具有适合于提供有效结合的长度，例如40个阳离子电荷。对于包含80个pKa值为7.4的DMAEMA单体(MW＝11,680)的壳嵌段，嵌段在pH 7.4下包含40个阳离子电荷。在一些情况下，稳定的聚合物-siRNA缀合物(例如，复合物)通过相似数目的相反电荷之间的静电相互作用形成。在某些情况下，避免大量的过量正电荷有助于防止显著的体外和体内毒性。
在具体的实施方案中，嵌段共聚物的疏水性芯嵌段包含多个可带阳离子电荷的种类，例如，甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMAEMA)。因此，在一些实施方案中，此类聚合物节段的结构由结构3表示：
Q1-[BMAx-PAAy-DMAEMAz]-Q2[结构3]
其中上述命名中的Q1和Q2表示其他聚合物嵌段或末端官能团，并且其中x、y和z是各个单体单元的摩尔百分比组成(通常，0-50％)。在某些情况下，各个单体单元发挥单独的和协同的功能。例如，包含阴离子性种类和疏水性种类的聚丙基丙烯酸(具有约6.7的pKa值)在高于约6.7的pH下是亲水性的，并且在低于约6.7的pH下疏水性逐渐增加，其中羧酸根开始质子化。在某些情况下，例如通过增加嵌段中占主导的疏水性单体单元BMA的摩尔百分比来增加局部环境的疏水性，可以提高PAA的pKa，从而导致PAA在更高的pH下质子化，即，包含PAA的嵌段在更高的pH下变得更加具有膜去稳定性，从而在低于生理pH7.4的pH下对更小的酸性变化更敏感。在一些情况下，PAA的质子化导致疏水性的大大增加和随后构象变化，从而产生具有膜去稳定化性质的形式。上述聚合物嵌段中的第三单体单元是阳离子性种类，例如DMAEMA，其在一些情况下起着多个作用，包括但不限于下列作用。当以等摩尔量与PAA阴离子性种类匹配时，其产生电荷中和和形成可促成胶束结构疏水性芯的稳定性的静电相互作用的电位，其中上述结构中的Q1或Q2是亲水性均聚物嵌段，例如聚DMAEMA。
在某些实施方案中，嵌段共聚物(例如，膜去稳定化嵌段共聚物)具有化学式I：
在一些实施方案中：
A0、A1、A2、A3和A4选自-C-、-C-C-、-C(O)(C)aC(O)O-、-O(C)aC(O)-和-O(C)bO-；其中，
a是1-4；
b是2-4；
Y4选自氢、(1C-10C)烷基、(3C-6C)环烷基、O-(1C-10C)烷基、-C(O)O(1C-10C)烷基-、-C(O)NR6(1C-10C)-、-(4C-10C)杂芳基-和(6C-10C)芳基，其任一个任选地用一个或多个氟基团取代；
Y0，Y1和Y2独立地选自共价键、(1C-10C)烷基-、-C(O)O(2C-10C)烷基-、-OC(O)(1C-10C)烷基-、-O(2C-10C)烷基-和-S(2C-10C)烷基-、-C(O)NR6(2C-10C)烷基-、-(4C-10C)杂芳基-和-(6C-10C)芳基-；
Y3选自共价键、-(1C-10C)烷基-、-(4C-10C)杂芳基-和-(6C-10C)芳基-；其中
用适当数量的氢原子完成未完全被R1-R5和Y0-Y4取代的A1-A4四价碳原子；
R1、R2、R3、R4、R5和R6独立地选自氢、-CN、烷基、炔基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基，它们中任意个可以任选地用一个或多个氟原子取代；
Q0是选自如下残基的残基，在生理pH下为亲水性的并且在生理pH下至少部分带正电荷的残基(例如，氨基、烷氨基、铵、烷基铵、胍、咪唑基、吡啶基等)、在生理pH下至少部分带负电荷但在更低pH下发生质子化的残基(例如，羧基、磺酰胺、硼酸根、膦酸根、磷酸根等)、在生理pH下基本上呈中性(或不带电荷)的残基(例如，羟基、多羟化烷基、聚乙二醇、聚丙二醇、硫氢基等)、在生理pH下至少为部分两性离子性的残基(例如在生理pH下包含磷酸根和铵基的单体残基)、可缀合的或可官能化的残基(例如，包含反应性基团的残基例如叠氮化物、炔烃、琥珀酰亚胺酯、四氟苯酯、五氟苯酯、对硝基苯酯、吡啶基二硫化物等)或氢；
Q1是在生理pH下为亲水性并且在生理pH下至少部分带正电荷的残基(例如，氨基、烷氨基、铵、烷基铵、胍、咪唑基、吡啶基等)；在生理pH下至少部分带负电荷但在更低pH下发生质子化的残基(例如，羧基、磺酰胺、硼酸根、膦酸根、磷酸根等)、在生理pH下基本为中性的残基(例如，羟基、多羟化烷基、聚乙二醇、聚丙二醇、硫氢基等)、或在生理pH下至少部分为两性离子性的残基(例如在生理pH下包含磷酸根和铵基)；
Q2是在生理pH下带正电荷的残基，包括但不限于氨基、烷氨基、铵、烷基铵、胍、咪唑基、吡啶基；
Q3在生理pH下带负电荷但在更低pH下发生质子化的残基，包括但不限于羧基、磺酰胺、硼酸根、膦酸根和磷酸根；
m约0至小于1.0(例如，0至约0.49)；
n为大于0至1.0(例如，约0.51至约1.0)；其中
m+n＝1
p为约0.1至约0.9(例如，约0.2至约0.5)；
q为约0.1至约0.9(例如，约0.2至约0.5)；其中
r为0至约08(例如，0至约0.6)；其中
p+q+r＝1
v为约1至约25kDa；或约5至约25kDa以及，
w为约1至约50kDa，或约5至约50kDa。
在一些实施方案中，p和q表示的单体残基的数目或比率在彼此的约30％，彼此的约20％，彼此的约10％等范围内。在具体的实施方案中，p大体上与q相同。在某些实施方案中，至少部分带电荷通常包括痕量以上的带电荷种类，包括例如至少20％的残基带电荷，至少30％的残基带电荷，至少40％的残基带电荷，至少50％的残基带电荷，至少60％的残基带电荷，至少70％的残基带电荷等。
在某些实施方案中，m是0，且Q1是亲水性的并且生理pH下基本上为中性(或不带电荷)的残基。在一些实施方案中，基本上不带电荷包括例如，低于5％带电荷，低于3％带电荷，低于1％带电荷等。在某些实施方案中，m是0，并且Q1是亲水性的并且在生理pH下至少部分为阳离子性的残基。在某些实施方案中，m是0，并且Q1是亲水性的并且在生理pH下至少部分为阴离子性的残基。在某些实施方案中，m大于0并且n大于0，且Q0或Q1之一是亲水性的并且在生理pH下至少部分为阳离子性的残基，且Q0或Q1中的另一个是亲水性的并且在生理pH下基本上为中性的残基。在某些实施方案中，m大于0且n大于0，且Q0或Q1之一是亲水性的并且在生理pH下至少部分为阴离子性的残基，且Q0或Q1中另一个是亲水性的并且在生理pH下基本上为中性的残基。在某些实施方案中，m大于0并且n大于0，且Q1是亲水性的并且在生理pH下至少部分为阳离子性的残基，并且Q0是可缀合的或可官能化的残基。在某些实施方案中，m大于0且n大于0，且Q1是亲水性的并且在生理pH下基本上为中性的残基，且Q0是可缀合的或可官能化的残基。
在某些实施方案中，本文中描述的胶束装配体包含式II的嵌段聚合物：
Figure BDA0000039808880000461
在一些实施方案中：
A0、A1、A2、A3和A4选自-C-C-、-C(O)(C)aC(O)O-、-O(C)aC(O)-和-O(C)bO-；其中，
a是1-4；
b是2-4；
Y0和Y4独立地选自氢、(1C-10C)烷基、(3C-6C)环烷基、O-(1C-10C)烷基、-C(O)O(1C-10C)烷基、C(O)NR6(1C-10C)、(4C-10C)杂芳基-和(6C-10C)芳基，其任一个任选地用一个或多个氟基团取代；
Y1和Y2独立地选自共价键、(1C-10C)烷基-、-C(O)O(2C-10C)烷基-、-OC(O)(1C-10C)烷基-、-O(2C-10C)烷基-、-S(2C-10C)烷基-、-C(O)NR6(2C-10C)烷基-、-(4C-10C)杂芳基-和-(6C-10C)芳基-；
Y3选自共价键、(1C-10C)烷基、(4C-10C)杂芳基和(6C-10C)芳基；其中
用适当数量的氢原子完成未完全被R1-R5和Y0-Y4取代的A1-A4四价碳原子；
R1、R2、R3、R4、R5和R6独立地选自氢、-CN、烷基、炔基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基，其任一个可任选地用一个或多个氟原子取代；
Q1和Q2是在生理pH下带正电荷的残基，包括但不限于氨基、烷氨基、铵、烷基铵、胍、咪唑基和吡啶基；
Q3是在生理pH下带负电荷但在更低pH下发生质子化的残基，包括但不限于羧基、磺酰胺、硼酸根、膦酸根和磷酸根；
m为0至约0.49；
n为约0.51至约1.0；其中
m+n＝1
p为约0.2至约0.5；
q为约0.2至约0.5；其中：
p大体上与q相同；
r为0至约0.6；其中
p+q+r＝1
v为1至约25kDa，或约5至约25kDa；以及，
w为约1至约50kDa，或约50至约50kDa。
在某些实施方案中，本文中描述的胶束装配体包含式III的嵌段共聚物(例如，在正常生理pH下)：
Figure BDA0000039808880000471
在一些实施方案中：
在某些实施方案中，如所示被取代的A0、A1、A2、A3和A4包含式III聚合物的结构单元(在本文中可与“单体单元”和“单体残基”互换使用)。在具体的实施方案中，构成式III的A基团的单体单元在适当的条件下是聚合相容性的。在某些情况下，使用包含碳-碳双键＞C＝C＜的单体聚合乙烯型骨架或结构单元-(C-C-)m-聚合物，其中每个C被H和/或任意其他适合的基团二取代。在某些实施方案中，每个A基团(例如A0、A1、A2、A3和A4中每一个)可以是(即独立地选自)-C-C-(即乙烯型单体单元或聚合物骨架)、-C(O)(C)aC(O)O-(即聚酸酐单体单元或聚合物骨架)、-O(C)aC(O)-(即聚酯单体单元或聚合物骨架)、-O(C)bO-(即聚亚烷基二醇单体单元或聚合物骨架)等(其中每个C被H和/或任意其他适合的基团二取代，例如本文所述的，包括如上所述的R12和/或R13)。在具体的实施方案中，术语“a”是从1至4的整数，并且“b”是从2至4的整数。在某些情况下，与式III骨架连接的每个″Y″和″R″基团(即Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、R1、R2、R3、R4、R5中任一个)与该具体单体单元的任意″C″(包括任意(C)a或(C)b)键合。在一些具体的实施方案中，一个具体单体单元的Y和R与同一″C″键合。在一些具体的实施方案中，一个具体单体单元的Y和R与同一″C″键合，如果存在的话，则该″C″位于该单体单元羰基的α位。
在具体的实施方案中，R1-R11独立地选自氢、烷基(例如，1C-5C烷基)、环烷基(例如，3C-6C环烷基)或苯基，其中R1-R11中任意个任选被一个或多个氟、环烷基或苯基取代，它们可以任选进一步被一个或多个烷基取代。
在某些具体的实施方案中，Y0和Y4独立地选自氢、烷基(例如，1C-10C烷基)、环烷基(例如，3C-6C环烷基)、O-烷基(例如，O-(2C-10C)烷基、-C(O)O-烷基(例如-C(O)O-(2C-10C)烷基)或苯基，它们中任意个任选被一个或多个氟取代。
在一些实施方案中，Y1和Y2独立地选自共价键、烷基(优选为(1C-10C)烷基)、-C(O)O-烷基(优选为-C(O)O-(2C-10C)烷基)、-OC(O)烷基(优选-OC(O)-(2C-10C)烷基)、O-烷基(优选-O(2C-10C)烷基)和-S-烷基(优选-S-(2C-10C)烷基)。在某些实施方案中，Y3选自共价键、烷基(优选(1C-5C)烷基)和苯基上。
在一些实施方案中，Z-存在或不存在。在某些实施方案中，其中R1和/或R4是氢，Z-是OH-。在某些实施方案中，Z是任意的抗衡离子(例如，一种或多种抗衡离子)，优选生物相容性抗衡离子，例如但不限于例如氯化物、无机或有机磷酸根、硫酸根、磺酸根、乙酸根、丙酸根、丁酸根、戊酸根、己酸根、辛酸根、癸酸根、月桂酸根、肉豆蔻酸根、软脂酸根、硬脂酸根、棕榈酸根、油酸根、亚油酸根、花生酸根、鳕油酸根、牛痘酸根、乳酸根、羟乙酸根、水杨酸根、脱氨基苯丙氨酸、脱氨基丝氨酸、脱氨基苏氨酸、ε-羟基己酸根、3-羟基丁酸根、4-羟基丁酸根或3-羟基戊酸根。当Y、R和任选的氟中每一个与所选择的骨架上的碳共价键合时，未完全取代的任意碳由适合数量的氢原子完成。数目m、n、p、q和r表示其嵌段中每个结构单元的摩尔分数，且v和w提供每个嵌段的分子量。
在某些实施方案中，
A0、A1、A2、A3和A4选自-C-、-C-C-、-C(O)(CR12R13)aC(O)O-、-O(CR12R13)aC(O)-和O(CR12R13)bO；其中，
a是1-4；
b是2-4；
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7.R8、R9、R10、R11、R12和R13独立地选自氢、(1C-5C)烷基、(3C-6C)环烷基、(5C-10C)芳基、(4C-10C)杂芳基，它们中任意个可以任选被一个或多个氟原子取代；
Y0和Y4独立地选自氢、(1C-10C)烷基、(3C-6C)环烷基、O-(1C-10C)烷基、-C(O)O(1C-10C)烷基和苯基，它们中任意个任选被一个或多个氟基团取代；
Y1和Y2独立地选自共价键、(1C-10C)烷基-、-C(O)O(2C-10C)烷基-、-OC(O)(1C-10C)烷基-、-O(2C-10C)烷基-和-S(2C-10C)烷基-；
Y3选自共价键、(1C-5C)烷基和苯基；其中
用适当数量的氢原子完成未完全被R1-R5和Y0-Y4取代的A1-A4四价碳原子；
Z是一个或多个生理上可接受的抗衡离子，
m为0至约0.49；
n为约0.51至约1.0；其中
m+n＝1
p为约0.2至约0.5；
q为约0.2至约0.5；其中：
p大体上与q相同；
r为0至约0.6；其中
p+q+r＝1
v为约1至约25kDa，或约5至约25kDa；以及，
w为约1至约50kDa，或约5至约50kDa。
在一个具体的实施方案中，
A0、A1、A2、A3和A4选自-C-C-、-C(O)(C)aC(O)O-、-O(C)aC(O)-和-O(C)bO-；其中，
a是1-4；
b是2-4；
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7.R8、R9、R10和R11独立地选自氢、(1C-5C)烷基、(3C-6C)环烷基和苯基，它们中任意个可以任选被一个或多个氟原子取代；
Y0和Y4独立地选自氢、(1C-10C)烷基、(3C-6C)环烷基、O-(1C-10C)烷基、-C(O)O(1C-10C)烷基和苯基，它们中任意个任选被一个或多个氟基团取代；
Y1和Y2独立地选自共价键、(1C-10C)烷基-、-C(O)O(2C-10C)烷基-、-OC(O)(1C-10C)烷基-、-O(2C-10C)烷基-和-S(2C-10C)烷基-；
Y3选自共价键、(1C-5C)烷基和苯基；其中
用适当数量的氢原子完成未完全被R1-R5和Y0-Y4取代的A1-A4四价碳原子；
Z为生理上可接受的抗衡离子，
m为0至约0.49；
n为约0.51至约1.0；
其中m+n＝1
p为约0.2至约0.5；
q为约0.2至约0.5；其中：
p大体上与q相同；
r为0至约0.6；其中
p+q+r＝1
v为约5至约25kDa；且，
w为约5至约25kDa。
在一些实施方案中，
A1是-C-C-
Y1是-C(O)OCH2CH2-；
R6是氢；
R7和R8各自是-CH3；且，
R2是-CH3。
在一些实施方案中，
A2是-C-C-；
Y2是-C(O)OCH2CH2-；
R9是氢；
R10和R11各自是-CH3；且，
R3是-CH3。
在一些实施方案中，
A3是-C-C-；
R4是CH3CH2CH2-；
Y3是共价键；
以及Z-是生理上可接受的阴离子。
在一些实施方案中，
A4是-C-C-；
R5选自氢和-CH3；且，
Y4是-C(O)O(CH2)3CH3。
在一些实施方案中，
A0是C-C-
R1选自氢和(1C-3C)烷基；且，
Y0选自-C(O)O(1C-3C)烷基。
在一些实施方案中，m是0。
在一些实施方案中，r是0。
在一些实施方案中，m和r都是0。
在本文中描述的不同实施方案中，本文中描述的在生理pH下为阳离子性或带正电荷的结构单元(包括例如某些亲水性结构单元)包含一个或多个氨基、烷氨基、胍基、咪唑基、吡啶基等或其质子化、烷基化或带电荷的形式。在一些实施方案中，本文中使用的在正常生理pH下为阳离子性的结构单元包括但不限于例如甲基丙烯酸二烷基氨基烷基酯(例如，DMAEMA)的单体残基。在本文中描述的不同实施方案中，本文中描述的在生理pH下为阴离子性或带负电荷的结构单元(包括例如某些亲水性结构单元)包含一个或多个酸基团或其共轭碱，包括但不限于例如，羧酸根、磺酰胺、硼酸酸根、膦酸酸根、磷酸酸根等。在一些实施方案中，本文中使用的在正常生理pH下为阴离子性或带负电荷的结构单元包含但不限于例如丙烯酸、烷基丙烯酸(例如，甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、丙基丙烯酸等)等的单体残基。在本文中描述的不同实施方案中，在生理pH下为中性的亲水性结构单元包含一个或多个亲水性基团，例如羟基、多羟化烷基、聚乙二醇、聚丙二醇、硫氢基等。在一些实施方案中，本文中使用的在正常生理pH下为中性的亲水性结构单元包括但不限于例如PEG化的丙烯酸、PEG化的甲基丙烯酸、羟基烷基丙烯酸、羟基烷基烷基丙烯酸(hydroxyalkylalkacrylic acid)(例如，HPMA)等的单体残基。在本文中描述的不同实施方案中，在生理pH下为两性离子性的亲水性结构单元包括在生理pH下为阴离子性或带负电荷的基团以及在生理pH下为阳离子性或带正电荷的基团。在一些实施方案中，本文中使用的在正常生理pH下为两性离子性的亲水性结构单元包括但不限于例如在生理pH下包含磷酸根基团和铵基的单体残基，例如在US7,300,990(将该文献的这种公开内容引入本文)等中举出的。
在某些实施方案中，本文中提供的聚合物还包含一个或多个包含可缀合的或可官能化的侧链(例如单体残基的侧基)的结构单元。在一些情况下，可缀合的或可官能化的侧链是具有一个或多个反应性基团的基团，其可用于聚合后通过化学领域公知的化学方法(例如″click″化学)引入其他官能团(关于例如“click”反应，参见Wu，P.；Fokin，V.V.Catalytic Azide-Alkyne Cycloaddition：Reactivity andApplications.Aldrichim.Acta，2007，40，7-17)。在某些实施方案中，本文中提供的可缀合的或可官能化的侧链包含一个或多个任意适当的活化基团，例如但不限于N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯、HOBt(1-羟基苯并三唑)酯、对硝基苯酯、四氟苯酯、五氟苯酯、吡啶基二硫基等。
在某些实施方案中提供的嵌段共聚物是二嵌段共聚物，其具有式IV1的化学式(在正常生理或约中性pH下)：
Figure BDA0000039808880000531
在某些情况下，化合物IV1的结构单元如左边的方括号和右边圆括号中显示的，并且它们从以下单体衍生而来：
Figure BDA0000039808880000532
字母p、q和r表示其嵌段内各结构单元的摩尔分数。字母v和w表示二嵌段共聚物中各嵌段的分子量(数均分子量)。
在一些实施方案中，本文中提供的化合物是具有下列结构的化合物：
Figure BDA0000039808880000541
如上所述，字母p、q和r表示其嵌段内各结构单元的摩尔分数。字母v和w代表二嵌段共聚物中各嵌段的分子量(数均分子量)。
在一些实施方案中，本文中提供了下列聚合物：
[DMAEMA]v-[Bp-/-Pq-/-Dr]w              IV3
[PEGMA]v-[Bp-/-Pq-/-Dr]w               IV4
[PEGMAm-/-DMAEMAn]v-[Bp-/-Pq-/-Dr]w    IV5
[PEGMAm-/-MAA(NHS)n]v-[Bp-/-Pq-/-Dr]w  IV6
[DMAEMAm-/-MAA(NHS)n]v-[Bp-/-Pq-/-Dr]w IV7
[HPMAm-/-PDSMn]v-[Bp-/-Pq-/-Dr]w       IV8
[PEGMAm-/-PDSMn]v-[Bp-/-Pq-/-Dr]w      IV9
在一些实施方案中，B是甲基丙烯酸丁酯残基；P是丙基丙烯酸残基；D和DMAEMA是甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯残基；PEGMA是甲基丙烯酸聚乙二醇酯残基(例如，具有1-20个环氧乙烷单元，例如化合物IV2中举例说明的，或4-5个环氧乙烷单元或7-8个环氧乙烷单元)；MAA(NHS)是甲基丙烯酸-N-羟基琥珀酰亚胺残基；HPMA是N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺残基；且PDSM是吡啶二硫基甲基丙烯酸酯残基。在某些实施方案中，术语m、n、p、q、r、w和v是如本文中所描述的。在具体的实施方案中，w是v的约1倍至约5倍。
式IV1-IV9的化合物是本文提供的聚合物实例，其包含构成聚合物第一嵌段的多个结构单元。在一些实施方案中，改变或以化学方式处理第一嵌段的结构单元以产生聚合物，其中，第一嵌段是或包含为中性(例如，PEGMA)、阳离子性(例如，DMAEMA)、阴离子性(例如，PEGMA-NHS，其中NHS被水解成其酸，或丙烯酸)、两性的(例如，DMAEMA-NHS，其中NHS被水解成其酸)或两性离子性(例如，聚[2-甲基丙烯酰氧基-2′三甲基铵乙基磷酸])的结构单元。在一些实施方案中，第一嵌段中包含吡啶基二硫化物官能团的聚合物例如[PEGMA-PDSM]-[B-P-D]可以与、并且任选地与硫氢基化siRNA反应，形成聚合物-siRNA缀合物。
在一个具体的实施方案中，式IV3的化合物是如本文所述的P7类聚合物并且具有如表1中举出的分子量、多分散性和单体组成。
Figure BDA0000039808880000551
a如通过与Viscotek GPCmax VE2001和折射计VE 3580(Viscotek，Houston，TX)串联的SEC Tosoh TSK-GEL R-3000和R-4000柱(TosohBioscience，Montgomery ville，PA)测定的。包含0.1wt％LiBr的HPLC-级DMF用作流动相。使用一系列聚(甲基丙烯酸甲酯)标准品测定合成共聚物的分子量。
b如通过1H NMR光谱法(在CDCl3中3wt％；Bruker DRX 499)测定的。
在一些具体的实施方案中，式IV3的聚合物是表2中P7类的聚合物。在一些具体的实施方案，式IV3的聚合物是称为P7v6的P7类聚合物。在本申请中和在各种优先权申请中PRx0729v6可与P7v6互换使用。
表2
聚合物结构嵌段比(w/v)粒度(nm)
  PRx-1   [D]11.3K-[B50-P30-D20]20.7K   1.83   41
  PRx-2   [D]14.5K-[B57-P23-D20]26.4K   1.82   49
  PRx-3   [D]11.5K-[B35-P27-D38]33.4K   2.92   60
  PRx-4   [D]10.7K-[B50-P27-D33]33.8K   3.16   50
  PRx-5   [D]10.7K-[B40-P31-D29]32.2K   3.00   59
  PRx-6   [D]14.5K-[B53-P31-D16]62.0K   4.62   115
芯嵌段
在本文中的某些实施方案中，本文中描述的膜去稳定化嵌段共聚物的芯嵌段是或包含pH依赖性膜去稳定化疏水物。在某些实施方案中，膜去稳定化嵌段共聚物的芯嵌段是至少部分、基本上或大部分疏水的。
在一些实施方案中，本文中描述的膜去稳定化嵌段共聚物的芯嵌段包含在约中性pH下为阴离子性的第一可带电荷种类。在某些实施方案中，本文中描述的膜去稳定化嵌段共聚物的芯嵌段包含在约中性pH下为阴离子性的第一可带电荷种类，其中所述芯嵌段为共聚物嵌段。在一些实施方案中，本文中描述的膜去稳定化嵌段共聚物的芯嵌段包含在约中性pH下为阴离子性的第一可带电荷种类，该第一可带电荷种类被疏水性隔离(例如，通过与靠近包含侧链疏水性部分的聚合物嵌段的聚合物骨架)。在某些实施方案中，本文中描述的膜去稳定化嵌段共聚物的芯嵌段包含在约中性pH下为阴离子性的第一可带电荷种类和在约中性pH下为阳离子性的第二可带电荷种类。
在一些实施方案中，本文中描述的膜去稳定化聚合物的芯嵌段包括至少一个可带电荷种类、基团或单体单元。在具体的实施方案中，所述第一可带电荷种类、基团或单体单元是带电荷或可带电荷成为阴离子性种类、基团或单体单元。应理解，此类芯嵌段包括其中所述可带电荷种类、基团或单体单元中没有一个带电荷、有一些或全部带电荷的种类、基团或单体单元。
在某些实施方案中，本文中描述的膜去稳定化聚合物的芯嵌段包括至少一个第一可带电荷种类、基团或单体单元和至少一个第二可带电荷种类、基团或单体单元。在一些情况下，该第一可带电荷种类、基团或单体单元是如上所述的，并且该第二可带电荷种类、基团或单体单元是带电荷或可带电荷成为阳离子性种类、基团或单体单元。在一些实施方案中，本文中描述的膜去稳定化聚合物的芯嵌段包含至少一个第一可带电荷种类、基团或单体单元；至少一个第二可带电荷种类、基团或单体单元；和至少一个另外的种类、基团或单体单元。在具体的实施方案中，所述另外的种类、基团或单体单元是不可带电荷的种类、基团或单体单元。在某些实施方案中，该另外的种类、基团或单体单元是疏水性的种类、基团或单体单元。
在某些实施方案中，当芯嵌段包含至少一个阴离子性的可带电荷种类、基团或单体单元和至少一个阳离子性的可带电荷种类、基团或单体单元时，所述至少一个阴离子性的可带电荷种类、基团或单体单元的数目与所述至少一个阳离子性的可带电荷种类、基团或单体单元的数目之比是约1∶10至约10∶1、约1∶8至约8∶1、约1∶6至约6∶1、约1∶4至约4∶1、约1∶2至约2∶1、约3∶2至约2∶3或为约1∶1。在一些实施方案中，芯嵌段包含至少一个带阴离子电荷的阴离子性可带电荷种类、基团或单体单元和至少一个带阳离子电荷的阳离子性可带电荷种类、基团或单体单元，其中存在于芯嵌段上的带阴离电荷种类、基团或单体单元的数目与带阳离子电荷的种类、基团或单体单元的数目之比为约1∶10至约10∶1、约1∶8至约8∶1、约1∶6至约6∶1、约1∶4至约4∶1、约1∶2至约2∶1、约3∶2至约2∶3或为约1∶1。
在一些实施方案中，在约中性pH下(例如，在约7.4的pH下)，所述至少一个阴离子性的可带电荷种类、基团或单体单元的数目与所述至少一个阳离子性的可带电荷种类、基团或单体单元的数目之比为约1∶10至约10∶1、约1∶8至约8∶1、约1∶6至约6∶1、约1∶4至约4∶1、约1∶2至约2∶1、约2∶3至约3∶2、约1∶1.1至约1.1∶1或为约1∶1。在一些实施方案中，芯嵌段包含至少一个带阴离子电荷的阴离子性可带电荷种类、基团或单体单元和至少一个带阳离子电荷的阳离子性带电荷种类、基团或单体单元，其中在约中性pH下(例如，在约7.4的pH下)，存在于芯嵌段上的带阴离子电荷的种类、基团或单体单元的数目与带阳离子电荷的种类、基团或单体单元的数目之比为约1∶10至约10∶1、约1∶8至约8∶1、约1∶6至约6∶1、约1∶4至约4∶1、约1∶2至约2∶1、约2∶3至约3∶2、约1∶1.1至约1.1∶1或为约1∶1。在具体的实施方案中，存在于芯嵌段上的带正电荷的种类、基团或单体单元与芯中的带负电荷的种类、基团或单体单元之比在约中性pH下为约1∶4至约4∶1。在更具体的实施方案中，存在于芯嵌段上的带正电荷的种类、基团或单体单元与芯中的带负电荷的种类、基团或单体单元之比在约中性pH下为约1∶2至约2∶1。在具体的实施方案中，存在于芯嵌段上的带正电荷的种类、基团或单体单元与芯中的带负电荷的种类、基团或单体单元之比在约中性pH下为约1∶1.1至约1.1∶1。
在具体的实施方案中，所述第一可带电荷单体单元是布郎斯台德酸。在某些情况下，如本文中所使用的，可带电荷的种类、基团或单体单元包括其中质子的添加或除去(例如，以pH依赖性的方式)分别提供阳离子性或阴离子性种类、基团或单体单元的种类、基团和/或单体单元。
在一些实施方案中，存在于芯嵌段中的第一可带电荷种类、基团或单体单元是在约中性pH下(例如，在约7.4的pH下)至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少85％或至少95％带负电荷种类、基团或单体单元。在具体的实施方案中，此类第一可带电荷种类、基团或单体单元在约中性pH下通过失去H+而带电荷成为阴离子性种类。在另外的或可替代选择的实施方案中，存在于芯嵌段中的第一可带电荷种类、基团或单体单元是在微酸性pH(例如，约6.5或更低、约6.2或更低、约6或更低、约5.9或更低、约5.8或更低的pH或约内体pH)下至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少85％或至少95％为中性或不带电荷的种类、基团或单体单元。
在一些实施方案中，第一可带电荷的种类或基团是但不限于例如羧酸、酸酐、磺酰胺、磺酸、亚磺酸、硫酸、磷酸、次膦酸、硼酸、亚磷酸等。类似地、在某些实施方案中，可用于本文中的第一可带电荷单体单元是包括羧酸、酸酐、磺酰胺、磺酸、亚磺酸、硫酸、磷酸、次膦酸、硼酸、亚磷酸等的单体单元。在具体的实施方案中，可用于本文中的第一可带电荷单体单元是(C2-C8)烷基丙烯酸。
在一些实施方案中，存在于芯嵌段中的第二可带电荷种类、基团或单体单元是在约中性pH下(例如，在约7.4的pH下)至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少85％或至少95％带正电荷的种类、基团或单体单元。在具体的实施方案中，此类第二可带电荷种类、基团或单体单元通过添加H+而带电荷成为阳离子性种类。在另外的或可替代选择的实施方案中，存在于芯嵌段中的第二可带电荷种类、基团或单体单元是在微酸性pH(例如，约6.5或更低、约6.2或更低、约6或更低、约5.9或更低、约5.8或更低的pH或约内体pH)下至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少85％或至少95％带正电荷的种类、基团或单体单元。
在具体的实施方案中，第二可带电荷单体单元是布朗斯台德碱。在某些实施方案中，该第二可带电荷的种类或基团是胺(包括，例如，非环胺和环胺)。在一些实施方案中，第二可带电荷的单体单元是包含胺的单体单元，例如但不限于：N，N-二(C1-C6)烷基-氨基(C1-C6)烷基-乙基丙烯酸酯(ethacrylate)、N，N-二(C1-C6)烷基-氨基(C1-C6)烷基-甲基丙烯酸酯或N，N-二(C1-C6)烷基-氨基(C1-C6)烷基-丙烯酸酯。在一些实施方案中，该第二可带电荷的单体单元包含氮杂环，例如咪唑、吡啶、哌啶、嘧啶等。
在某些实施方案中，本文中描述的膜去稳定化嵌段共聚物的芯节段(例如，芯嵌段)是疏水性的，并且包含一个或多个类型的可带电荷种类。在具体的实施方案中，该可带电荷种类可带电荷成为阳离子性种类。本文中描述的胶束装配体(包含可带电荷的种类)包括其中每一个可带电荷的种类各自单个地以带电荷的状态或不带电荷的状态存在于胶束装配体中的胶束装配体。此外，其中本文中描述的胶束装配体包含第一可带电荷种类的群体、第二可带电荷种类的群体和/或的任意地另外的可带电荷种类的群体，本文中描述的胶束装配体包括其中第一、第二和任意地另外的可带电荷种类的群体中每一个各自单个地以完全带电荷的状态、部分带电荷的状态或完全不带电荷的状态存在于胶束装配体中的胶束装配体。
在一些实施方案中，阴离子性的可带电荷种类是在选择的聚合方法中任选地作为被保护的种类例如酯或作为游离酸存在的任意有机或无机酸残基。在一些实施方案中，阴离子性的可带电荷种类是弱酸，例如但不限于：硼酸、磺酰胺、膦酸、胂酸、次膦酸(phosphinic acid)、磷酸盐、羧酸、呫吨(xanthene)、四唑或它们的衍生物(例如酯)。在某些实施方案，单体例如马来酸酐(Scott M.Henry、Mohamed E.H.El-Sayed、Christopher M.Pirie、Allan S.Hoffman、和Patrick S.Stayton pH-Responsive Poly(styrene-alt-maleic anhydride)Alkylamide Copolymers for Intracellular Drug Delivery.Biomacromolecules 2006、7、2407-2414)用于通过马来酸酐单体单元的聚合后水解而引入第一可带电荷种类。在具体的实施方案中，在正常生理pH下为阴离子性的可带电荷种类是羧酸，例如但不限于2-丙基丙烯酸，或更确切地，从其衍生的结构单元2-丙基丙酸，-CH2C((CH2)2CH3)(COOH)-(PAA)。
在一些实施方案中，所述可带电荷种类是阳离子性的。在某些实施方案中，所述可带电荷种类在生理pH是阳离子性的。在具体的实施方案中，在生理pH下是阳离子性的种类是氮种类例如铵、-NRR’R”、胍盐(-NRC(＝NR’H)+NR”R”’，包括标准形式，其中R基团独立地是氢、烷基、环烷基或芳基，或连接至相同或相邻氮原子的两个R基团还可以彼此连接以形成杂环种类，例如吡咯、咪唑、嘧啶或吲哚。
在一些实施方案中，所述可带电荷种类存在于两性离子性单体单元中(即，其中阴离子性的可带电荷种类和阳离子性的可带电荷种类存在于在同一单体单元中存在)。
在某些实施方案中，芯嵌段包含至少一个不可带电荷的单体单元、基团或种类。在一些实施方案中，该不可带电荷的单体单元是疏水性的或包含疏水性基团或种类。在某些实施方案中，该疏水性基团的π值为约1或更大，约2或更大，约3或更大，约4或更大，约5或更大等。在具体的实施方案，该不可带电荷的单体单元是但不限于例如(C2-C8)烷基-乙基丙烯酸酯(ethacrylate)、(C2-C8)烷基-甲基丙烯酸酯或(C2-C8)烷基-丙烯酸酯。
在一些实施方案中，第一嵌段共聚物包含多个疏水性种类。在一些实施方案中，嵌段共聚物包含疏水性单体单元。在某些实施方案中，疏水性单体单元是乙烯基取代的芳香族或杂芳香族化合物。在另外的具体的实施方案中，疏水性单体是(烷基)丙烯酸烷基酯。在具体的实施方案中，疏水性单体是苯乙烯衍生物。
在一些实施方案中，本文中提供的膜去稳定化嵌段共聚物的芯嵌段具有约2,000道尔顿至约250,000道尔顿；2,000道尔顿至约100,000道尔顿；约5,000道尔顿至约100,000道尔顿；约5,000道尔顿至约50,000道尔顿或约10,000道尔顿至约50,000道尔顿的数均分子量(Mn)。
壳嵌段
在一些实施方案中，本文中描述的膜去稳定化聚合物的壳嵌段是亲水性的。在一些实施方案中，本文中描述的膜去稳定化聚合物的壳嵌段是亲水性的并且在约生理pH例如(pH 7.4)下不带电荷。在一些实施方案中，本文中描述的膜去稳定化聚合物的壳嵌段是亲水性的并且在约生理pH(例如pH 7.4)下带电荷。在一些实施方案中，膜去稳定化聚合物的壳嵌段包含至少一个亲水性(例如，不带电荷、阳离子性、阴离子性或两性离子性)的种类、基团或单体单元。在具体的实施方案中，膜去稳定化聚合物的壳嵌段包含至少一个可带电荷的种类、基团或单体单元。在具体的实施方案中，所述可带电荷的种类、基团或单体单元带电荷或可带电荷成为阳离子性种类、基团或单体。在其他具体的实施方案中，该可带电荷的种类、基团或单体单元带电荷或可带电荷成为阴离子性种类、基团或单体单元。在具体的实施方案中，该可带电荷的种类、基团或单体单元带电荷或可带电荷成为两性离子性种类、基团或单体。要理解，此类壳嵌段包括其中所述可带电荷的种类、基团或单体单元中没有一个带电荷、有一些或全部带电荷的种类、基团和/或单体单元。
在一些实施方案中，膜去稳定化聚合物的壳嵌段是不依赖于温度的。
在具体的实施方案中，一个或多个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段在约中性pH下(例如，在约7.4的pH下)是不带电荷的。在具体的实施方案中，一个或多个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段在约内体pH下也是不带电荷的。
在具体的实施方案中，一个或多个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段在约中性pH下(例如，在约7.4的pH下)是聚阳离子性的。在具体的实施方案中，一个或多个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段在约内体pH下也是聚阳离子性的。
在具体的实施方案中，一个或多个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段在约中性pH下(例如，在约7.4的pH下)是聚阴离子性的。在具体的实施方案中，一个或多个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段在约内体PH下也是聚阴离子性的。
在具体的实施方案中，一个或多个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段在约中性pH下(例如，在约7.4的pH下)是两性离子性的。在具体的实施方案中，一个或多个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段在约内体pH下也是两性离子性的。
在一些实施方案中，一个或多个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段是均聚物嵌段。在某些实施方案中，均聚物壳嵌段包含阳离子性的可带电荷单体单元，其中一些阳离子性的可带电荷单体单元是阳离子性的并且其中另一些阳离子性的可带电荷单体单元是不带电荷的。在另外的或可替代选择的实施方案中，一个或多个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段是异聚性的(heteropolymeric)。在具体的实施方案中，异聚壳嵌段包含阳离子性的可带电荷单体单元和不可带电荷的单体单元。在某些实施方案中，均聚物壳嵌段包含阴离子性的可带电荷单体单元，其中一些阴离子性的可带电荷单体单元是阴离子性的，并且其中另一些阴离子性的可带电荷单体单元是不带电荷的。在另外的或可替代选择的实施方案中，一个或多个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段是异聚性的。在具体的实施方案中，异聚壳嵌段包含阴离子性的可带电荷单体单元和不带电荷的单体单元。不带电荷的单体单元包括例如聚氧化的烯烃的残基例如PEGMA、羟基-烷基烯烃的残基例如HPMA、硫氢基-烷基烯烃的残基等。
在一些实施方案中，存在于一个或多个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段中的可带电荷种类、基团或单体单元是在约中性pH下(例如，在约7.4的pH下)至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少85％或至少95％带正电荷的种类、基团或单体单元。在具体的实施方案中，一个或多个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段中的此类可带电荷种类、基团或单体单元通过添加H+而带电荷成为阳离子性种类。在另外的或可替代选择的实施方案中，一个或多个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段中的可带电荷种类、基团或单体单元是在微酸性pH(例如，约6.5或更低、约6.2或更低、约6或更低、约5.9或更低、约5.8或更低的pH或约内体pH)下至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少85％或至少95％带正电荷的种类、基团或单体单元。
在一些实施方案中，所述阴离子性的可带电荷种类是在选择的聚合方法中任选地作为被保护的种类例如酯或作为游离酸存在的任意有机或无机酸残基。在一些实施方案中，所述阴离子性的可带电荷种类是弱酸，例如但不限于：硼酸、磺酰胺、膦酸、胂酸、次膦酸、磷酸根、羧酸、呫吨、四唑或它们的衍生物(例如酯)。在某些实施方案，单体例如马来酸酐(Scott M.Henry、Mohamed E.H.El-Sayed、Christopher M.Pirie、Allan S.Hoffman、和Patrick S.Stayton pH-ResponsivePoly(styrene-alt-maleic anhydride)Alkylamide Copolymers forIntracellular Drug Delivery.Biomacromolecules 2006、7、2407-2414)用于通过聚合后水解马来酸酐单体单元来引入第一可带电荷种类。在具体的实施方案中，在正常生理pH下为阴离子性的可带电荷种类是羧酸，例如但不限于2-丙基丙烯酸，或更确切地从其衍生的结构单元2-丙基丙酸，-CH2C((CH2)2CH3)(COOH)-(PAA)。
在一些实施方案中，壳嵌段在生理pH(例如，循环人血浆的pH)下或其附近是阳离子性的。在一些实施方案中，壳嵌段包含聚阳离子。在一些实施方案中，将壳嵌段连接至治疗剂(例如，多核苷酸，例如siRNA)，所述治疗剂是包含x个阴离子的聚阴离子，并且所述聚阳离子性壳嵌段包含约0.6x、约0.7x、约0.8x、约0.9x、约1.0x、约1.1x个阳离子或更多阳离子。在具体的实施方案中，治疗剂(例如，多核苷酸，例如siRNA)是包含x个阴离子的聚阴离子，并且聚阳离子性壳嵌段包含约0.7·x个阳离子或更多个阳离子。
在一些实施方案中，所述可带电荷种类是阳离子性的。在某些实施方案中，该可带电荷种类在生理pH下是阳离子性的。在具体的实施方案中，在生理pH下是阳离子性的种类是氮种类，例如铵、-NRR’R”、胍盐(-NRC(＝NR’H)+NR”R”’，包括标准形式，其中R基团独立地是氢、烷基、环烷基或芳基，或连接至相同或相邻氮原子的两个R基团还可以彼此连接以形成杂环种类例如但不限于吡咯、咪唑或吲哚等。在一些实施方案中，壳嵌段是结合核酸的聚酰胺、嵌入剂或者形成双链体或三链体的寡核苷酸。在某些情况下，壳嵌段任选地是嵌段共聚物(例如，膜去稳定化嵌段共聚物)的α-末端嵌段或ω-末端嵌段。同样地，芯嵌段任选地是嵌段共聚物(例如，膜去稳定化嵌段共聚物)的α-末端嵌段或ω-末端嵌段。
在一些实施方案中，所述可带电荷种类存在于两性离子性单体单元中(即，其中阴离子性的可带电荷种类和阳离子性的可带电荷种类存在于同一单体单元中)。
在具体的实施方案中，一个或多个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段的可带电荷单体单元是布朗斯台德碱。在某些实施方案中，壳嵌段的可带电荷种类或基团是胺(包括，例如非环胺和环胺)。在一些实施方案中，壳嵌段的可带电荷单体单元是包含胺的单体单元，例如但不限于例如N，N-二(C1-C6)烷基-氨基(C1-C6)烷基-乙基丙烯酸酯(ethacrylate)、N，N-二(C1-C6)烷基-氨基(C1-C6)烷基-甲基丙烯酸酯或N，N-二(C1-C6)烷基-氨基(C1-C6)烷基-丙烯酸酯。在一些实施方案中，壳嵌段的可带电荷单体单元是包含氮杂环的单体单元，例如咪唑或吡啶。
在一些实施方案中，本文中提供的膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段具有约1,000道尔顿至约200,000道尔顿；1,000道尔顿至约100,000道尔顿；约3,000道尔顿至约100,000道尔顿；约5,000道尔顿至约50,000道尔顿；约5,000道尔顿至约25,000道尔顿或约5,000道尔顿至约20,000道尔顿的数均分子量(Mn)。
在具体的实施方案中，膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段在约中性pH下(例如，在约7.4的pH下)是不带电荷的且为亲水性的。在某些实施方案中，亲水性壳嵌段不含或基本上不含可带电荷的基团。在一些实施方案中，不带电荷的亲水性壳嵌段包含或是聚乙二醇(PEG)、聚氧化乙烯(PEO)等。
在某些实施方案中，膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段包括官能团(例如，增溶基)。在具体的实施方案中，所述官能团是聚乙二醇(PEG)基团。在某些实施方案中，壳嵌段包含具有约1,000至约30,000分子量的聚乙二醇(PEG)基团、链或嵌段。在一些实施方案中，PEG是(例如，掺入)壳嵌段链的部分。在某些实施方案中，在聚合过程中将PEG掺入壳嵌段链。在一些实施方案中，一个或多个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段是PEG。在某些实施方案中，本文中提供了包含具有聚阳离子性嵌段的第一膜去稳定化嵌段共聚物和具有PEG壳嵌段的第二膜去稳定化嵌段共聚物的胶束装配体。在某些实施方案中，壳嵌段的一个或多个单体单元被PEG基团取代或官能化。在一些实施方案中，将PEG与嵌段共聚物末端基团或与存在于本文中提供的胶束装配体中的一个或多个侧链可修饰基团缀合。在一些实施方案中，将PEG残基缀合至本文中提供的胶束装配体的聚合物(例如，嵌段共聚物)的亲水性节段或嵌段(例如，壳嵌段)内的可修饰基团。在某些实施方案中，将包含PEG残基的单体共聚合以形成形成本文中提供的胶束装配体的聚合物的亲水性部分。
隔离亲水性节段/嵌段
在某些实施方案中，本文中描述的胶束装配体包含一个或多个隔离剂(shielding agent)。在一些实施方案中，所述多核苷酸载体嵌段/节段包含PEG取代的单体单元(例如，PEG是侧链并且不包含多核苷酸载体嵌段的骨架)。在一些情况下，用于本文中所述胶束装配体的一个或多个聚合物(例如，嵌段共聚物)包含具有约1,000至约30,000分子量的聚乙二醇(PEG)链或嵌段。在一些实施方案中，将PEG与聚合物末端基团，或与存在于本文中提供的胶束装配体的聚合物中的一个或多个侧链可修饰基团缀合。在一些实施方案中，将PEG残基与本文中提供的胶束装配体的聚合物(例如，嵌段共聚物)的亲水性节段或嵌段(例如，壳嵌段)内的可修饰基团缀合。在某些实施方案中，将包含2-20个环氧乙烷单元的PEG残基的单体共聚合以形成形成本文中提供的胶束装配体的聚合物的亲水性部分。
在一些情况下，隔离剂可增强治疗剂(例如，多核苷酸或肽等)在血浆中抗酶促降解的稳定性。在一些情况下，隔离剂减少本文中描述的胶束装配体(例如，连接至多核苷酸的嵌段共聚物)的毒性。在一些实施方案中，隔离剂包含多个中性亲水性单体残基。在一些情况下，将隔离聚合物通过聚合物的末端基团共价偶合至膜去稳定化嵌段共聚物。在一些实施方案中，隔离剂是连接至聚合物的一个或多个单体残基的共价偶合侧链部分。在一些实施方案中，本文中描述的胶束装配体中的多个单体残基包含通过官能团共价偶合至聚乙二醇寡聚体或多聚体的侧链隔离种类(例如，聚乙二醇(PEG)寡聚体(例如，具有20个或更少的重复单元)或多聚体(例如，具有20个以上的重复单元))。在一些情况下，嵌段共聚物包含共价偶合至共聚物的膜去稳定化嵌段的α末端或ω末端的聚乙二醇(PEG)寡聚体或多聚体。
在某些实施方案中，多核苷酸载体嵌段/节段包含用于至少部分地隔离多核苷酸载体嵌段/节段上的电荷(例如，阳离子电荷)的单体单元。在具体的实施方案中，这种隔离，至少部分地导致在单体单元上形成侧链部分，所述单体单元包含至少部分多核苷酸载体嵌段/节段。此类隔离任选地可减少来自该节段中过量电荷的细胞毒性。
治疗剂
在本文中的某些实施方案中提供了包含至少一个研究试剂、至少一个诊断试剂、至少一个治疗剂或其组合的胶束装配体。在一些实施方案中，此类治疗剂存在于胶束装配体的壳中、胶束装配体的芯中、胶束装配体的表面上或其组合。
在不同的实施方案中，以任意适当的方式将研究试剂、诊断试剂和/或治疗剂连接至胶束装配体或其膜去稳定化嵌段共聚物。在具体的实施方案中，通过共价键、非共价相互作用、静电相互作用、疏水相互作用等或其组合来实现连接。在一些实施方案中，将研究试剂、诊断试剂和/或治疗剂连接至膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段。在某些实施方案中，研究试剂、诊断试剂或治疗剂形成膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段。在一些实施方案中，研究试剂、诊断试剂或治疗剂存在胶束装配体的壳中。
在一些实施方案中，本文中提供了在胶束装配体的壳中包含第一治疗剂和胶束装配体的芯中包含第二治疗剂的胶束装配体。在具体的实施方案中，所述第一治疗剂是多核苷酸。并且第二治疗剂是疏水性药物。在某些实施方案中，本文中提供了在胶束装配体的芯中包含疏水性药物(例如，小分子疏水性药物)的胶束装配体。
在某些实施方案中，本文中提供了如下胶束装配体，其包含至少1至5、5至250、5至1000、250至1000个、至少2、至少5、至少10、至少20或至少50个治疗剂。在一些实施方案中，本文中提供了包含本文中描述的多个胶束装配体的组合物，其中本文中的胶束装配体平均包含至少1至5、5至250、5至1000、250至1000、至少2、至少5、至少10、至少20或至少50个治疗剂。
在一些实施方案中，治疗剂、诊断剂等选自但不限于例如，至少一个核苷酸(例如，多核苷酸)、至少一个碳水化合物或至少一个氨基酸(例如，肽)。在具体的实施方案中，治疗剂是多核苷酸、寡核苷酸、基因表达调节剂、敲低剂、siRNA、RNAi试剂、切丁酶底物、miRNA、shRNA、反义寡核苷酸或适体。在其他具体的实施方案中，治疗剂是aiRNA(Asymmetric RNA duplexes mediate RNA interference in mammaliancells.Xiangao Sun、Harry A Rogoff、Chiang J Li NatureBiotechnology 26、1379-1382(2008))。在某些实施方案中，治疗剂是蛋白质、肽、显性阴性蛋白、酶、抗体或抗体片段。在一些实施方案中，治疗剂是碳水化合物或具有大于约500道尔顿的分子量的小分子。
在某些实施方案中，将所述多个膜去稳定化嵌段共聚物中的一个或多个连接至治疗剂。在一些实施方案中，将所述多个膜去稳定化嵌段共聚物中的一个或多个连接至第一治疗剂，并且其中将所述多个膜去稳定化嵌段共聚物中的一个或多个连接至第二治疗剂。在某些实施方案中，将所述多个膜去稳定化嵌段共聚物中的一个或多个连接至第一治疗剂，并且其中将一个或多个另外的聚合物连接至第二治疗剂。
在一些实施方案中，胶束装配体的壳和/或一个或多个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段包含至少一个核苷酸、至少一个碳水化合物或至少一个氨基酸。在某些实施方案中，胶束装配体的壳和/或一个或多个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段包含多核苷酸、寡核苷酸、基因表达调节剂、敲低剂、siRNA、RNAi试剂、切丁酶底物、miRNA、shRNA、反义寡核苷酸、适体、蛋白质性质的治疗剂、蛋白质、肽、酶、激素、抗体、抗体片段、碳水化合物、具有大于约500道尔顿的分子量的小分子或其组合。
在一些实施方案中，本文中描述的胶束装配体包含多核苷酸，其中所述多核苷酸是哺乳动物表达载体。在另一个实施方案中，本文中描述的胶束装配体包含经设计与人中的内源基因序列重组并修正其的多核苷酸。在一些实施方案中，本文中描述的胶束装配体中提供的多核苷酸是基因表达调节剂。
哺乳动物表达载体包含功能性连接至启动子以使启动子驱动cDNA表达的互补DNA序列(“cDNA”或小基因(mini-gene))。在某些情况下，哺乳动物表达载体还在cDNA的3′末端包含多聚腺苷酸化信号。启动子区域是由RNA聚合酶分子识别以起始RNA合成(即，转录)的核苷酸节段，并且还可包括其他转录调控元件例如增强子。任何数目的转录调控序列可用于介导哺乳动物表达载体中连接的基因的表达。启动子包括但不限于逆转录病毒启动子、其他病毒启动子例如来源于HSV或CMV的启动子和来自内源细胞基因的启动子。哺乳动物表达载体通常还具有来自大肠杆菌(E.Coli)的复制起点以使得能够以质粒的形式在细菌中扩增。
在某些情况下，期望能够将哺乳动物表达载体引入培养中的或体内的哺乳动物细胞。在一些实施方案中，使用本文中提供的胶束装配体将表达载体转染入哺乳动物细胞。
如本文中所描述的，在一些实施方案中，使用本文中提供的胶束装配体将多核苷酸递送入细胞或有此需要的个体。在某些实施方案中，胶束装配体的聚阳离子性嵌段(例如，本文中描述的膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段)结合哺乳动物表达载体DNA并且使DNA与胶束装配体复合。在某些情况下，聚阳离子结合哺乳动物表达载体DNA并且与其复合。在一些实施方案中，包含多核苷酸复合物的胶束装配体是电中性的(例如，胶束装配体的壳或胶束装配体的聚合物的壳嵌段和多核苷酸基本上被电荷中和)。取决于多核苷酸的长度，任选地调整聚阳离子性嵌段的长度以为多核苷酸提供电荷中和。在一些情况下，通过向制剂中加入阳离子和/或聚阳离子实现电荷中和。在一些实施方案中，然后必要时将包含聚合物和多核苷酸(例如，200聚体)的胶束装配体稀释于适当的缓冲液并且直接加入至培养中的细胞。通过将驱动指示基因例如荧光素酶、氯霉素乙酰转移酶或GFP的表达盒包含在该哺乳动物表达载体中，可容易地测量转染基因或cDNA在所得的细胞中的表达。此类基因可容易地获得并且报告基因测定已得到描述。
在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体用于基因疗法。利用基因疗法治疗疾病和障碍通常包括将新的遗传信息转移入细胞。“基因疗法载体”包含待递送的新遗传物质，其任选地在哺乳动物表达载体中。胶束装配体的用途包括DNA序列递送用于基因替代、基因表达的抑制、基因修正或基因增强，或引入基因以实现一些其他期望的作用例如免疫应答的调节。以任意适当的方式，包括(作为非限制性实例)通过在表达shRNA或其他RNAi试剂的细胞中表达基因盒，来实现基因表达的抑制。
在一些实施方案中，将具有聚阳离子性壳嵌段的胶束装配体与基因治疗载体混合，以使它们能够结合至胶束装配体。然后通过一些途径(包括但不限于静脉内、关节内、鞘内、颅内、吸入、皮下或眼内)将存在于适当的赋形剂(参见下文)中的胶束装配体-基因治疗载体复合物给活受试者施用。
在具体的实施方案中，本文中提供的胶束装配体包含至少一个多核苷酸(例如，寡核苷酸)。在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体可用于将多核苷酸(例如，寡核苷酸)递送至有此需要的个体。在具体的实施方案中，本文中提供了胶束装配体，其包含至少2、至少4、至少5、至少10、至少20、至少30、至少40、至少50、至少100个多核苷酸。在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体包含2至50个多核苷酸、5至40个多核苷酸、5至30个多核苷酸、5至25个多核苷酸、20至40个多核苷酸等。在某些实施方案中，所述多核苷酸是寡核苷酸基因表达调节剂。在另外的实施方案中，所述多核苷酸是寡核苷酸敲低剂。在具体的实施方案中，所述多核苷酸是RNAi试剂、切丁酶底物或siRNA。在某些实施方案中，胶束装配体是包含芯、壳和一个或多个多核苷酸的纳米粒(例如，胶束)，其中所述多核苷酸不存在于胶束装配体的芯中。在具体的实施方案中，将多核苷酸掺入胶束装配体的壳(例如，存在于其中和/或形成其一部分)。在一些实施方案中，将一个或多个所述多核苷酸(例如，寡核苷酸或siRNA)连接至胶束装配体的聚合物(例如，膜去稳定化嵌段共聚物或非膜去稳定化的稀释剂/载体聚合物)的壳嵌段。在不同的实施方案中，通过一个或多个共价键、一个或多个非共价相互作用或其组合实现连接。在一些实施方案中，siRNA共价连接至膜去稳定化嵌段共聚物的疏水性嵌段(例如，芯嵌段)。在具体的实施方案中，siRNA共价连接至嵌段共聚物的疏水性嵌段(例如，芯嵌段)并且形成胶束装配体的壳的至少一部分。在更具体的实施方案中，siRNA是嵌段共聚物的亲水性嵌段(例如，壳嵌段)。在其他实施方案中，siRNA连接至嵌段共聚物的亲水性嵌段或连接至任选的聚合物嵌段(例如，间隔子嵌段)。
在一些实施方案中，以任意适当的方式，例如通过非共价结合，将一个或多个治疗剂(例如，寡核苷酸或siRNA)连接至本文中提供的嵌段共聚物。以任意适当的方式(包括但不限于静电相互作用(包括与具有阳离子性基团的聚合物和具有阴离子性基团的治疗剂的静电相互作用)、疏水性相互作用、亲和作用或其组合)实现(i)聚合物和/或本文中提供的聚合物的装配体(例如，由多个聚合物形成的胶束)与(ii)一个或多个治疗剂(例如，寡核苷酸)之间的非共价缔合。在某些实施方案中，所述一个或多个治疗剂和/或胶束装配体(例如，胶束)的聚合物被化学部分修饰，所述化学部分提供一个或多个治疗剂和/或聚合物，它们彼此具有亲和力，例如芳基硼酸-水杨基羟肟酸、亮氨酸拉链或其他肽基元，或胶束与治疗剂上的正电荷与负电荷之间的离子相互作用，或其他类型的非共价化学亲和连接。此外，在一些实施方案中，将双链多核苷酸缔合至(例如，复合至)本文中描述的胶束装配体(例如，胶束)或聚合物。在一些实施方案中，将聚合物或胶束装配体(例如，胶束)与连接(例如，共价地)至胶束装配体(例如，胶束)的组分(例如，聚合物)的核酸小沟结合剂或嵌入试剂缔合(例如，复合)。
在一些实施方案中，治疗剂(例如，寡核苷酸)包含至少一个负电荷(例如，包含带负电荷的骨架)并且与胶束装配体(例如，胶束)的阳离子性壳和/或胶束装配体的嵌段共聚物的阳离子性壳嵌段缔合。在具体的实施方案中，所述阳离子性壳或壳嵌段至少部分中和存在于所述一个或多个连接至或存在于胶束装配体中的治疗剂(例如，寡核苷酸)中的负电荷。在某些实施方案中，一个或多个治疗剂(例如一个或多个寡核苷酸，一个或多个siRNA或其组合)形成与胶束装配体(例如，胶束)的聚阳离子性壳嵌段的缔合(例如，复合)。在一些实施方案中，胶束装配体(例如，胶束)与治疗剂(例如，寡核苷酸或siRNA)之间的缔合(例如，复合)以任意期望的形成胶束装配体(例如，胶束)的嵌段共聚物对治疗剂(例如，寡核苷酸或siRNA)的电荷比(例如1∶1至16∶1之间)的电荷比来形成。在具体的实施方案中，胶束与siRNA之间的复合物以2∶1、4∶1或8∶1的电荷比形成。换句话说，在一些实施方案中，存在于胶束装配体的壳中的阳离子电荷的数目与存在于治疗剂中的阴离子电荷的数目之比是任意期望的值，例如约1∶1至约16∶1、约2∶1至约8∶1、约4∶1至约12∶1、约2∶1、约4∶1或约8∶1。在一些实施方案中，siRNA被形成胶束装配体的嵌段共聚物的聚阳离子性嵌段所电荷中和。例如，在一些具体的实施方案中，将在生理pH下包含40个负电荷的20碱基对多核苷酸(例如，寡核苷酸或siRNA)与包含具有约7.4的pKa的聚DMAEMA壳嵌段(长度为80个单体单元，MW＝11,680)的胶束装配体(例如，胶束)缔合(例如，复合)。在该pH(pKa)上，聚DMAEMA包含40个负电荷，从而导致在电荷上基本上是净中性的多核苷酸-壳嵌段结合(例如，复合)。在某些情况下，避免大量过量的正电荷将有助于降低体外和体内毒性。在一些实施方案中，治疗剂(例如，寡核苷酸或siRNA)自发地与本文中提供的胶束装配体(例如，胶束)的带正电荷的壳结合。
在一些实施方案中，通过任意适当的化学缀合技术将治疗剂(例如，寡核苷酸或肽)与胶束装配体(例如，胶束)和/或与胶束装配体(例如，胶束)的一个或多个聚合物化学缀合。将治疗剂任选地与聚合物的末端或聚合物的侧连侧链缀合。在一些实施方案中，通过将RNAi试剂与已形成的包含多个聚合物(例如，嵌段共聚物)的胶束装配体(例如，胶束)缀合来形成包含RNAi试剂的胶束装配体(例如，胶束)。在其他实施方案中，通过将RNAi试剂与聚合物(例如，膜去稳定化嵌段共聚物)缀合，然后以任意适当的方式(例如通过所得的缀合物自我装配成包含RNAi试剂的胶束装配体(例如，胶束))来形成包含RNAi试剂的胶束装配体(例如，胶束)。在不同的实施方案中，这样的胶束装配体任选地还包含与RNAi试剂缀合的聚合物相似、相同或不同的未缀合聚合物(例如，嵌段共聚物)。本文中描述的胶束装配体的聚合物与治疗剂之间的共价键任选地是不可切割的或可切割的。在某些实施方案中，将一个或多个RNAi试剂(例如，切丁酶底物)的前体连接至胶束装配体(例如，胶束)或胶束装配体(例如，通过不可切割的键连接至胶束)的聚合物单元。在一些实施方案中，通过可切割的键连接一个或多个RNAi试剂。在某些实施方案中，本文中描述的胶束装配体中使用的可切割的键包括但不限于例如二硫键(例如，在细胞质的还原环境中解离的二硫键)。在一些实施方案中，胶束装配体(包括其组分)与治疗剂(例如，寡核苷酸或siRNA或肽)之间的共价缔合通过任意适当的化学缀合方法实现，所述方法包括但不限于胺-羧基连接基、胺-硫氢基连接基、胺-碳水化合物连接基、胺-羟基连接基、胺-胺连接基、羧基-硫氢基连接基、羧基-碳水化合物连接基、羧基-羟基连接基、羧基-羧基连接基、硫氢基-碳水化合物连接基、硫氢基-羟基连接基、硫氢基-硫氢基连接基、碳水化合物-羟基连接基、碳水化合物-碳水化合物连接基和羟基-羟基连接基。在一些实施方案中，可使用pH敏感型键和连接基(包括但不限于腙和缩醛键合)来进行缀合。任选地也使用任意其他适当的缀合方法，例如许多种缀合化学法是可获得的(参见，例如，Biconjugation，Aslam和Dent，Eds，Macmillan，1998和本文中的其他章节)。
在具体的实施方案中，通过本文中提供的胶束装配体递送的试剂是诊断试剂。在一些实施方案中，所述诊断试剂是诊断性成像试剂，例如可用于使哺乳动物血管系统(vascular system)成像的试剂，其包括但不限于正电子发射断层成像(position emission tomography，PET)试剂、计算机化断层显象(computerized tomography，CT)试剂、磁共振成像(MRI)试剂、核磁成像试剂(nuclear magnetic imaging agent，NMI)、荧光检查试剂(fluoroscopy agent)和超声造影剂。此类诊断试剂包括一些元素的放射性同位素，例如碘(I)，包括123I、125I、131I等，钡(Ba)、钆(Gd)、锝(Tc)(包括99Tc)、磷(P)(包括31P)、铁(Fe)、锰(Mn)、铊(Tl)、铬(Cr)(包括51C)、碳(C)(包括14C)等，荧光标记的化合物或它们的复合物、螯合物、加合物和缀合物。在其他实施方案中，诊断剂是编码当在细胞中表达时可容易地检测的蛋白质(包括但不限于，β-半乳糖苷酶、绿色荧光蛋白、荧光素酶等)的标记基因，和标记的核酸探针(例如，放射性或荧光标记的探针)。在一些实施方案中，按照多种缀合方法实现诊断试剂至本文中提供的胶束装配体的共价缀合。在其他实施方案中，通过与掺入形成胶束装配体的嵌段共聚物的螯合残基(例如，羧酸残基)复合来将诊断剂与本文中提供的胶束装配体非共价结合。在一些实施方案中，将放射性标记的单体(例如，14C标记单体)掺入胶束装配体(例如，胶束的芯嵌段或壳嵌段)的聚合物骨架。在一些实施方案中，与诊断剂结合的胶束装配体包含靶向部分。
在一些实施方案中，治疗剂是蛋白质性质的试剂。按照多种缀合方法，通过牵涉所述蛋白质性质的治疗剂(例如，多肽)的一个或多个官能团与存在于胶束装配体(例如，在胶束装配体的壳中或壳嵌段的单体单元上)中的一个或多个官能团的化学反应，实现该蛋白质性质的治疗剂(例如，多肽)至本文中提供的胶束装配体的缀合。通常涉及的多肽官能团包括但不限于氨基、羟基、硫氢基或羧基。此类基团可以作为末端基团存在或存在于氨基酸侧链上。在一些实施方案中，将该蛋白质性质的治疗剂工程改造成包含非天然氨基酸，所述氨基酸含有用于形成位点专一性缀合物的特殊官能团，例如用于通过“Click”化学法缀合的叠氮基。
在某些实施方案中，按照包括下列2个步骤的方法制备一个或多个治疗剂(例如，寡核苷酸)与本文中提供的聚合物(例如，嵌段共聚物)的缀合物(其中所述聚合物是单聚体或存在于装配的胶束装配体上)：(1)使用任意适当的活化剂，例如但不限于1-乙基-3，3-二甲基氨基丙基碳二亚胺(EDAC)、咪唑、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和二环己基碳二亚胺(DCC)、HOBt(1-羟基苯并三唑)、对硝基苯基氯甲酸酯、羰基二咪唑(CDI)和N，N′-二琥珀酰亚胺基碳酸酯(DSC)，活化寡核苷酸的可修饰末端基团(例如、5′-或3′-羟基)；和(2)将嵌段共聚物共价地连接至寡核苷酸的末端。在一些实施方案中，在与嵌段共聚物缀合之前用其他官能团取代寡核苷酸的5′-或3′-末端可修饰基团。例如，任选地用具有硫氢基(-SH)、羧基(-COOH)或胺基(-NH2)的连接基取代羟基(-OH)。
在另一个实施方案中，按照任意适当的方法，使用活化剂或反应性的双官能连接基将包含已引入至一个或多个碱基(例如，5-氨基烷基嘧啶)的官能团的寡核苷酸与本文中提供的聚合物(例如，嵌段共聚物)缀合，其中所述聚合物是单聚体或存在胶束装配体中。多种此类活化剂和双官能连接基可从这样的提供商如Sigma、Pierce、Invitrogen等商购获得。
在一些实施方案中，通过自发地自我装配形成包含寡核苷酸或多个寡核苷酸的胶束装配体(例如，胶束)。在一些实施方案中，在单个坩埚(pot)中实现胶束装配体的自发自我装配。例如，在一些实施方案中，将通过用含水介质(例如，水或PBS)稀释处于有机溶剂(例如，乙醇)中的本文中描述的聚合物(例如，嵌段共聚物)溶液而自我装配的胶束装配体(例如，胶束)与一个或多个治疗剂(例如，寡核苷酸或siRNA)组合，由此自发形成包含聚合物和一个或多个治疗剂的胶束装配体。在其他实施方案中，通过(1)将一个或多个目的治疗剂(例如，寡核苷酸或siRNA)与本文中描述的聚合物(例如，膜去稳定化嵌段共聚物、非膜去稳定化嵌段共聚物或单嵌段聚合物)接触以形成聚合物-治疗剂缀合物；和(2)将聚合物-治疗剂缀合物经历适合于提供使聚合物-治疗剂缀合物自我装配成本文中描述的胶束装配体的条件来进行自发自我装配。在一些实施方案中，提供聚合物-治疗剂缀合物的自主装的步骤还包括将聚合物-治疗剂缀合物与另外的聚合物(例如，未缀合的嵌段共聚物或单嵌段聚合物或稀释剂聚合物等，或其组合)相接触。
在一些实施方案中，本文中描述的任意胶束装配体还包括未被连接至治疗剂的另外的聚合物。在一些实施方案中，该另外的聚合物是稀释剂聚合物或靶向部分载体聚合物。在某些实施方案中，本文中提供的任意胶束装配体还包括连接至至少一个第二治疗剂(例如，第二治疗剂)的另外的聚合物。在某些实施方案中，所述至少一个第二治疗剂(例如，第二治疗剂)与所述至少一个治疗剂(例如，第一治疗剂)不同。在一些实施方案中，存在于胶束装配体中的全部聚合物的芯部分(例如，芯嵌段)相似或相同。在某些实施方案中，胶束装配体中的一个或多个不同的聚合物包含相似或相同的芯部分(例如，芯嵌段)，但包含不同的非芯部分(例如，壳嵌段)。
治疗
在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体(例如，胶束)可用于治疗处于发生与胆固醇、载脂蛋白b和/或LDL胆固醇的高血浆水平相关和/或由其引起的障碍例如高胆固醇血症的风险中的或患有所述障碍的受试者。在某些实施方案中，治疗包括提供包含治疗剂(例如，寡核苷酸试剂)的胶束装配体，其中所述治疗剂沉默(例如，通过断裂)促进此类病症的基因或基因产物。在一些实施方案中，该治疗剂(例如，寡核苷酸或RNAi试剂)沉默负责调控低密度脂蛋白(LDLR)水平和功能的前蛋白转化酶(proprotein convertase)枯草杆菌蛋白酶/kexin类型9(PCSK9)基因，从而包含此类治疗剂的胶束装配体用于治疗患有与胆固醇、载脂蛋白b和/或LDL胆固醇的高血浆水平相关和/或由其引起的障碍例如高胆固醇血症或处于发生所述障碍的风险中的受试者。在一些实施方案中，胶束装配体将PCSK9-沉默多核苷酸试剂(例如，siRNA)递送至表达PCSK9的细胞。在一些实施方案中，所述细胞是肝细胞。
在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体(例如，胶束)可用于治疗处于不期望的细胞增殖(例如，恶性或非恶性细胞增殖)的风险中或患有所述疾病的受试者。治疗包括提供包含治疗剂(例如，寡核苷酸试剂)的胶束装配体、其中所述治疗剂可沉默(例如，通过断裂)促进不期望的细胞增殖的基因或基因产物；和给受试者(例如，人受试者)施用治疗有效剂量的胶束装配体。在一些实施方案中，所述治疗剂是与基因同源并且可沉默(例如，通过断裂)所述基因的多核苷酸(例如，寡核苷酸)。
在某些实施方案中，所述基因是但不限于生长因子或生长因子受体基因、磷酸酶、激酶例如蛋白质酪氨酸、丝氨酸或苏氨酸激酶基因、衔接蛋白基因、编码G蛋白超家族分子的基因或编码转录因子的基因。在一些情况下，胶束装配体包含沉默在特定组织或器官(包括但不限于肺、胰腺、肝、肾、卵巢、肌肉、皮肤、乳腺、结肠、胃等)中表达的基因的多核苷酸。
在一些实施方案中，所述寡核苷酸试剂沉默一个或多个下列基因：PDGF β基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的PDGF β表达的障碍(例如睾丸癌和肺癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；Erb-B基因(例如，Erb-B-2或Erb-B-3)，从而可用于治疗患有特征在于不期望的Erb-B表达的障碍(例如乳腺癌或肺癌)或处于发生所述障碍的风险之中的受试者；Src基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的Src表达的障碍(例如结肠癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；CRK基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的CRK表达的障碍(例如结肠癌和肺癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；GRB2基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的GRB2表达的障碍(例如鳞状细胞癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；RAS基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的RAS表达的障碍(例如胰腺癌、结肠癌和肺癌以及慢性白血病)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；MEKK基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的MEKK表达的障碍(例如鳞状细胞癌、黑色素瘤或白血病)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；JNK基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的JNK表达的障碍(例如胰腺癌或乳腺癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；RAF基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的RAF表达的障碍(例如肺癌或白血病)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；Erk1/2基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的Erk1/2表达的障碍(例如肺癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；PCNA(p21)基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的PCNA表达的障碍(例如肺癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；MYB基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的MYB表达的障碍(例如结肠癌或慢性粒细胞白血病)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；c-MYC基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的c-MYC表达的障碍(例如伯基特淋巴瘤或神经母细胞瘤)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；JUN基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的JUN表达的障碍(例如卵巢癌、前列腺癌或乳腺癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；FOS基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的FOS表达的障碍(例如皮肤癌或前列腺癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；BCL-2基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的BCL-2表达的障碍(例如肺癌或前列腺癌或非何杰金淋巴瘤)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；细胞周期蛋白D基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的细胞周期蛋白D表达的障碍(例如食道癌和结肠癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；VEGF基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的VEGF表达的障碍(例如食道癌和结肠癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；EGFR基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的EGFR表达的障碍(例如乳腺癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；细胞周期蛋白A基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的细胞周期蛋白A表达的障碍(例如肺癌和宫颈癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；细胞周期蛋白E基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的细胞周期蛋白E表达的障碍(例如肺癌和乳腺癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；WNT-1基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的WNT-1表达的障碍(例如基底细胞癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；β-连环蛋白(beta-catenin)基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的β-连环蛋白表达的障碍(例如腺癌或肝细胞癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；c-MET基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的c-MET表达的障碍(例如肝细胞癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；PKC基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的PKC表达的障碍(例如乳腺癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；NFKB基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的NFKB表达的障碍(例如乳腺癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；STAT3基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的STAT3表达的障碍(例如前列腺癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；存活素(survivin)基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的存活素表达的障碍(例如宫颈癌或胰腺癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；Her2/Neu基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的Her2/Neu表达的障碍(例如乳腺癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；拓扑异构酶I基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的拓扑异构酶I表达的障碍(例如卵巢癌和结肠癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；拓扑异构酶IIα基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的拓扑异构酶II表达的障碍(例如乳腺癌和结肠癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者。
在其他实施方案中，寡核苷酸试剂沉默下列基因之一的突变：p73基因，从而可用于治疗特征在于不期望的p73表达的障碍(例如结肠直肠腺癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；p21(WAF1/CIP1)基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的p21(WAF1/CIP1)表达的障碍(例如肝癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；p27(KIP1)基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的p27(KIP1)表达的障碍(例如肝癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；PPM1D基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的PPM1D表达的障碍(例如乳腺癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；RAS基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的RAS表达的障碍(例如乳腺癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；小窝蛋白I基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的小窝蛋白I表达的障碍(例如食道鳞状细胞癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；MIB I基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的MIB I表达的障碍(例如男性乳腺癌(MBC))或处于发生所述障碍的风险中的受试者；MTAI基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的MTAI表达的障碍(例如卵巢癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；M68基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的M68表达的障碍(例如食道、胃、结肠和直肠的人腺癌)或处于发生所述障碍的风险中的受试者。
在一些实施方案中，所述寡核苷酸试剂沉默肿瘤抑制基因中的突变，从而可用作与化疗药物组合促进细胞凋亡活性的方法。在一些实施方案中，所述肿瘤抑制基因选自下列肿瘤抑制基因中的一个或多个：p53肿瘤抑制基因、p53家族成员DN-p63、pRb肿瘤抑制基因、APC1肿瘤抑制基因、BRCA1肿瘤抑制基因、PTEN肿瘤抑制基因。
在一些实施方案中，所述寡核苷酸试剂沉默下列融合基因之一：mLL融合基因例如mLL-AF9，从而可用于治疗患有特征在于不期望的mLL融合基因表达的障碍(例如急性白血病)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；BCR/ABL融合基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的BCR/ABL融合基因表达的障碍(例如急性和慢性白血病)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；TEL/AML1融合基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的TEL/AML1融合基因表达的障碍(例如儿童急性白血病)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；EWS/FLI1融合基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的EWS/FLI1融合基因表达的障碍(例如尤因肉瘤(Ewing Sarcoma))或处于发生所述障碍的风险中的受试者；TLS/FUS1融合基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的TLS/FUS1融合基因表达的障碍(例如粘液样脂肪肉瘤)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；PAX3/FKHR融合基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的PAX3/FKHR融合基因表达的障碍(例如粘液样脂肪肉瘤)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；AML1/ETO融合基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的AML1/ETO融合基因表达的障碍(例如急性白血病)或处于发生所述障碍的风险中的受试者。
在本文中的一些方面，胶束装配体提供了治疗剂，所述治疗剂用于治疗处于可受益于血管生成抑制的疾病或障碍(例如癌症或视网膜变性)的风险中或患有所述疾病的受试者(例如人)。治疗包括提供包含寡核苷酸试剂的胶束装配体，其中所述寡核苷酸试剂与介导血管生成的基因(例如，VEGF-R1、VEGF-R2或编码此类受体途径的信号转导蛋白的基因)同源和/或可例如通过断裂沉默所述基因；和给受试者(例如人受试者)施用治疗有效剂量的包含所述寡核苷酸试剂的所述胶束装配体。
在一些实施方案中，所述寡核苷酸试剂沉默下列基因之一：αv-整联蛋白基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的αV整联蛋白的障碍(例如脑瘤或上皮来源的肿瘤)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；Flt-1受体基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的FIt-1受体的障碍(例如癌症和类风湿性关节炎)或处于发生所述障碍的风险中的受试者；微管蛋白基因，从而可用于治疗患有特征在于不期望的微管蛋白的障碍(例如癌症和视网膜新血管形成)或处于发生所述障碍的受试者。
在一些方面，本文中提供的包含寡核苷酸试剂的胶束装配体涉及治疗感染病毒的或处于发生与病毒感染相关的障碍或疾病的风险中的或患有所述障碍或疾病的受试者的方法。该方法包括提供包含寡核苷酸试剂的胶束装配体，其中所述寡核苷酸试剂与介导病毒功能(例如进入或生长)的病毒基因或细胞基因同源和/或可通过例如断裂沉默所述基因；和给受试者(例如人受试者)施用治疗有效剂量的所述寡核苷酸试剂。
在一些实施方案中，包含寡核苷酸试剂的胶束装配体可用于治疗被人乳头瘤病毒(HPV)感染的或处于发生由HPV介导的障碍例如宫颈癌的风险中的或患有所述障碍的受试者。
在一些实施方案中，胶束装配体包含沉默HPV基因的表达的寡核苷酸试剂。在一些实施方案中，所述HPV基因选自E2、E6或E7。
在另一个实施方案中，减少HPV复制所需的人基因的表达。
在一些实施方案中，胶束装配体包含可用于治疗被人免疫缺陷病毒(HIV)感染的或处于发生由HIV介导的障碍(例如获得性免疫缺陷综合征(AIDS))的风险中的或患有所述障碍的患者。在一些实施方案中，减少HIV基因的表达。在其他实施方案中，所述HIV基因是CCR5、Gag或Rev。在一些实施方案中，减少HIV复制所必需的人基因的表达。在一些实施方案中，所述基因是CD4或Tsg101。
在一些实施方案中，所述胶束装配体包含如下寡核苷酸试剂，所述寡核苷酸试剂可用于治疗被乙型肝炎病毒(HBV)感染的或处于发生由HBV介导的障碍(例如肝硬化和肝细胞癌)的风险中的或患有所述障碍的患者。在一个实施方案中，减少HBV基因的表达。在其他实施方案中，被靶向的HBV基因编码HBV核心蛋白的尾区域、pre-cregious(pre-c)区或cregious(c)区之一。在其他实施方案中，被靶向的HBV-RNA序列由poly(A)尾组成。在一些实施方案中，减少HBV复制所必需的人基因的表达。
在一些实施方案中，所述胶束装配体包含可用于治疗被病毒感染或处于由病毒介导的障碍的风险中的或患有所述障碍的患者的寡核苷酸试剂，所述病毒选自下列病毒：甲型肝炎病毒(HAV)；丙型肝炎病毒(HCV)；包括肝炎D、E、F、G或H的肝炎病毒株系组中的任意株系；呼吸道合胞病毒(Respiratory Syncytial Virus)(RSV)；疱疹巨细胞病毒(CMV)；疱疹爱泼斯坦-巴尔病毒(Epstein Barr Virus)(EBV)；卡波西肉瘤相关疱疹病毒(KSHV)；JC病毒(JCV)；粘病毒(例如，引起流感的病毒)、鼻病毒(例如，引起普通感冒的病毒)或冠状病毒(例如，引起普通感冒的病毒)；圣路易斯脑炎黄病毒(S t.Louis Encephalitisflavivirus)；蜱传脑炎黄病毒；墨莱溪谷脑炎黄病毒(Murray Valleyencephalitis flavivirus)；登革热黄病毒；猿猴病毒40(SV40)；脑心肌炎病毒(EMCV)；麻疹病毒(MV)；水痘带状疱疹病毒(VZV)；腺病毒(例如，引起呼吸道感染的病毒)；脊髓灰质炎病毒或痘病毒(引起天花的痘病毒)。在一些实施方案中，减少此类病毒的复制所必需的人基因的表达。
在一些实施方案中，所述胶束装配体包含如下寡核苷酸试剂，所述寡核苷酸试剂可用于治疗被单纯疱疹病毒(HSV)感染的或处于发生由HSV介导的障碍(例如生殖器疱疹和感冒疮以及威胁生命或损害视力的疾病，例如主要在免疫受损的患者中)的风险中的或患有所述疾病的患者。在一些实施方案中，减少HSV基因的表达。在其他实施方案中，被靶向的HSV基因编码DNA聚合酶或解螺旋酶-引发酶。在一些实施方案中，减少HSV复制所必需的人基因的表达。
在一些实施方案中，所述胶束装配体包含如下寡核苷酸试剂，所述寡核苷酸试剂可用于治疗被西尼罗病毒感染的或处于发生由西尼罗病毒介导的障碍的风险中的或患有所述障碍的患者。在一些实施方案中，减少西尼罗病毒基因的表达。在其他优选实施方案中，所述西尼罗病毒基因选自E、NS3或NS5。在一些实施方案中，减少西尼罗病毒复制所必需的人基因的表达。
在一些实施方案中，所述胶束装配体包含如下寡核苷酸试剂，所述寡核苷酸试剂可用于治疗被人嗜T淋巴细胞病毒(HTLV)感染的或患有与该病毒相关的疾病或障碍(例如白血病或脊髓病)的患者。在一些实施方案中，减少HTLV基因的表达。在一些实施方案中所述，HTLV1基因是Tax转录激活因子。在一些实施方案中，减少HTLV复制所必需的人基因的表达。
在一些方面，所述胶束装配体包含可用于治疗被病原体(例如细菌、阿米巴、寄生虫或真菌病原体)感染的受试者的寡核苷酸试剂。治疗的方法包括提供包含寡核苷酸试剂的胶束装配体，其中所述寡核苷酸与病原体基因或参与病原体的生长的基因同源和/或可以例如通过断裂沉默所述基因；和给受试者(例如人受试者)施用治疗有效剂量的所述寡核苷酸试剂。靶基因可选自参与病原体的生长、细胞壁合成、蛋白质合成、转录、能量代谢例如三羧酸循环或毒素产生的基因。
因此，在一些实施方案中，胶束装配体包含可用于治疗被引起疟疾的疟原虫感染的患者的寡核苷酸试剂。在一些实施方案中，减少疟原虫基因的表达。在其他实施方案中，所述基因是顶膜抗原1(AMA1)。在一些实施方案中，减少疟原虫复制所必需的人基因的表达。
在一些实施方案中，胶束装配体包含可用于治疗被溃疡分枝杆菌(Mycobacterium ulcerans)、结核分枝杆菌(Mycobacteriumtuberculosis)、麻风分枝杆菌(Mycobacterium leprae)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、肺炎链球菌(Streptococcuspneumoniae)、酿脓链球菌(Streptococcus pyogenes)、肺炎衣原体(Chlamydia pneumoniae)、肺炎支原体(Mycoplasma pneumoniae)的患者或与此类病原体中任意种相关的疾病或障碍的寡核苷酸。在一些实施方案中，减少此类细菌的复制所必需的细菌基因和/或人基因的表达。
在一些实施方案中，利用本文中提供的胶束装配体治疗的疾病可以是全身性的或存在于特定组织例如肺、皮肤、肝、乳腺、肾、胰腺、CNS等中。在某些方面，寡核苷酸沉默介导或参与代谢疾病或障碍(例如糖尿病、肥胖症等)的基因。在某些实施方案中，寡核苷酸沉默介导或参与肺疾病或障碍(例如慢性阻塞性肺疾病(COPD)、囊性纤维化或肺癌)的基因。在本文中的一些方面，胶束装配体包含如下寡核苷酸试剂，所述试剂可用于和/或涉及治疗受试者例如人的方法，所述受试者处于发生特征在于不期望的免疫应答的疾病或障碍(例如炎性疾病或障碍或者自身免疫疾病或障碍)的风险中或患有所述疾病。所述方法包括提供包含寡核苷酸试剂的胶束装配体，其中所述寡核苷酸试剂与介导不期望的免疫应答的基因同源和/或可以例如通过断裂沉默所述基因；和给受试者例如人受试者施用所述寡核苷酸试剂。在一些实施方案中，所述疾病或障碍是局部缺血或再灌注损伤，例如，与急性心肌梗塞、不稳定型心绞痛、心肺转流术、外科手术(例如血管成形术，例如经皮腔内冠状动脉成形术)、对移植器官或组织例如移植的心脏或血管组织的反应或溶栓相关的局部缺血或再灌注损伤。在其他实施方案中，所述疾病或病症是再狭窄，例如与外科手术(例如血管成形术，例如经皮腔内冠状动脉成形术)相关的再狭窄。在其他实施方案中，所述疾病或病症是炎性肠病，例如克罗恩病或溃疡性结肠炎。在一些实施方案中，疾病或障碍是与感染或损伤相关的炎症。在其他实施方案中，所述疾病或障碍是哮喘、过敏症、狼疮、多发性硬化、糖尿病例如II型糖尿病、关节炎例如类风湿性或牛皮癣性关节炎。在某些实施方案中，寡核苷酸试剂沉默整联蛋白或其协同配体(co-ligand)例如VLA4、VCAM、ICAM。在其他实施方案中，寡核苷酸试剂沉默选择蛋白或其协同配体例如P-选择蛋白、E-选择蛋白(ELAM)、I-选择蛋白、P-选择蛋白糖蛋白-1(PSGL-1)。在某些实施方案中，寡核苷酸试剂沉默补体系统的成分例如C3、C5、C3aR、C5aR、C3转化酶和C5转化酶。在一些实施方案中，寡核苷酸试剂沉默趋化因子或其受体例如TNFI、TNFJ、IL-1I、IL-1J、IL-2、IL-2R、IL-4、IL-4R、IL-5、IL-6、IL-8、TNFRI、TNFRII、IgE、SCYAI1和CCR3。在其他实施方案中，寡核苷酸试剂沉默GCSF、Gro1、Gro2、Gro3、PF4、MIG、促血小板碱性蛋白(PPBP)、MIP-1I、MIP-1J、RANTES、MCP-1、MCP-2、MCP-3、CMBKR1、CMBKR2、CMBKR3、CMBKR5、AIF-1或I-309。
在一些方面，胶束装配体包含可用于治疗受试者例如人的寡核苷酸试剂，所述受试者处于发生神经性疾病(neurological disease)或障碍的风险中或患有所述疾病。该方法包括提供包含寡核苷酸试剂的胶束装配体，其中所述寡核苷酸与介导神经性疾病或障碍的基因同源和/或可以例如通过断裂沉默所述基因；和给受试者例如人施用治疗有效剂量的所述寡核苷酸试剂。在一些实施方案中，所述疾病或障碍是阿尔茨海默病或帕金森病。在某些实施方案中，所述寡核苷酸试剂沉默淀粉样蛋白家族基因例如、APP；早老素(presenilin)基因例如PSEN1和PSEN2或I-突触核蛋白。在其他实施方案中，所述疾病或障碍是神经变性三核苷酸重复障碍(trinucleotide repeat disorder)例如亨廷顿病、齿状核红核苍白球丘脑下部核萎缩(dentatorubral pallidoluysianatrophy)或脊髓小脑性共济失调(spinocerebellar ataxia)，例如SCA1、SCA2、SCA3(马-约病，Machado-Joseph disease))、SCA7或SCA8。在一些实施方案中，所述寡核苷酸试剂沉默HD、DRPLA、SCA1、SCA2、MJD1、CACNL1A4、SCA7或SCA8。
在某些方面，本文中提供的胶束装配体包含能够切割或沉默超过1个基因的寡核苷酸试剂。在此类实施方案中，寡核苷酸试剂被选择成能使其对在超过1个基因中发现的序列(例如在这些基因间保守的序列)具有充分的同源性。因而在一些实施方案中，靶向此类序列的寡核苷酸试剂可有效地沉默该整个基因集合。
在一些方面，本文中提供的胶束装配体包含两个或更多个类型的寡核苷酸试剂，其中所述寡核苷酸试剂沉默相同疾病或不同疾病的不同基因。
以任意适当的方式，例如本文中描述的任意方式，将本文中描述的任意试剂连接至胶束装配体或聚合物(例如，膜去稳定化嵌段共聚物或另外的聚合物)。
靶向部分
在某些实施方案中，本文中描述的胶束装配体包含至少一个靶向部分(例如，靶向特定细胞或特定类型的细胞的部分)。在一些实施方案中，靶向部分存在于胶束装配体的芯中，胶束装配体的壳中，胶束装配体的表面上，连接至膜去稳定化嵌段共聚物的芯嵌段，连接至膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段、为膜去稳定化试剂的壳嵌段，存在于胶束装配体内的非膜去稳定化聚合物上，连接至胶束装配体内的治疗剂等。
在特定的情况下，本文中提供的胶束装配体可用于将治疗剂递送至个体的被特异性靶向的细胞。在某些情况下，通过将靶向部分掺入胶束装配体内或其表面上来增加胶束装配体的细胞摄取效率。“靶向部分”(可与“靶向试剂”互换使用)是识别细胞(例如，选择细胞)的表面的任意亲和试剂。在一些实施方案中，靶向部分识别细胞表面抗原或结合靶细胞的表面上的受体。合适的靶向部分包，作为非限制性实例，例如抗体、抗体样分子或肽，例如整联蛋白结合肽例如含有RGD的肽或小分子例如维生素，例如叶酸、糖例如乳糖和半乳糖或其他小分子。细胞表面抗原包括细胞表面分子例如细胞表面上的蛋白质、糖、脂质或其他抗原。在具体的实施方案中，细胞表面抗原经历内化。被本文中提供的胶束装配体(例如，胶束)的靶向部分靶向的细胞表面抗原的实例包括但不限于转铁蛋白受体1型和2型、EGF受体、HER2/Neu、VEGF受体、整联蛋白、NGF、CD2、CD3、CD4、CD8、CD19、CD20、CD22、CD33、CD43、CD38、CD56、CD69和脱唾液酸糖蛋白受体。
在不同实施方案中，将靶向部分连接至胶束装配体的聚合物(例如，嵌段共聚物)的任一末端，或连接至单体单元的侧链，或掺入聚合物嵌段内。以任意适当的方式，例如，通过许多缀合化学方法(包括但不限于胺-羧基连接基、胺-硫氢基连接基、胺-碳水化合物连接基、胺-羟基连接基、胺-胺连接基、羧基-硫氢基连接基、羧基-碳水化合物连接基、羧基-羟基连接基、羧基-羧基连接基、硫氢基-碳水化合物连接基、硫氢基-羟基连接基、硫氢基-硫氢基连接基、碳水化合物-羟基连接基、碳水化合物-碳水化合物连接基和羟基-羟基连接基)中的任一个方法实现靶向部分至聚合物的连接。在具体的实施方案中，将“Click”化学法用于将靶向配体连接至形成本文中提供的胶束装配体的嵌段共聚物(关于“Click”反应的实例，参见Wu、P.；Fokin、V.V.Catalytic Azide-Alkyne Cycloaddition：Reactivity and Applications.Aldrichim.Acta 2007、40、7-17)。任选地利用许多种缀合化学法(参见，例如，Bioconjugation、Aslam和Dent、Eds、Macmillan、1998和本文中的章节)。在一些实施方案中，将靶向配体连接至单体，然后将所得的化合物用于本文中描述的胶束装配体中利用的聚合物(例如，嵌段共聚物)的聚合合成。在一些实施方案中，将靶向部分连接至混合的胶束装配体中的第一嵌段共聚物的嵌段，或连接至第二嵌段共聚物的嵌段。在一些实施方案中，将靶向配体连接至与胶束装配体的聚合物结合的siRNA的有义或反义链。在某些实施方案中，将靶向试剂连接至有义或反义链的5′或3′末端。
在具体的实施方案中，形成本文中提供的胶束装配体的嵌段共聚物是生物相容性的。如本文中所使用的，“生物相容性”是指聚合物的性质，其特征在于其或其体内降解产物对活组织无损伤或至少最低限度和/或可修复的损伤；和/或在活组织中不引起或至少最低限度地和受控地引起免疫反应。就盐而言，目前优选地是阳离子性和阴离子性种类都是生物相容性的。如本文中所使用的，“生理可接受的”可与生物相容性互换使用。在一些情况下，本文中使用的胶束装配体和聚合物(例如，嵌段共聚物与阳离子脂质相比较)展示较低的毒性。
在一些情况下，本文中描述的胶束装配体中使用的一个或多个聚合物(例如，嵌段共聚物)包含具有约1,000至约30,000的分子量的聚乙二醇(PEG)链或嵌段。在一些实施方案中，将PEG与聚合物末端基团，或与存在于本文中提供的胶束装配体的聚合物中的一个或多个侧连可修饰基团缀合。在一些实施方案中，将PEG残基缀合至本文中提供的胶束装配体的聚合物(例如，嵌段共聚物)的亲水性节段或嵌段(例如，壳嵌段)内的可修饰基因。在某些实施方案中，共聚合包含2至20个环氧乙烷单元的PEG残基的单体以形成形成本文中提供的胶束装配体的聚合物的亲水性部分。
细胞摄取
在一些实施方案中，通过内吞作用将包含治疗剂(例如，寡核苷酸或siRNA)的胶束装配体递送入细胞。在整个本说明书中细胞内囊泡和内体可互换使用。向细胞质内成功递送治疗剂(例如，寡核苷酸或siRNA)具有内体逃逸的机制。在某些情况下，本文中提供的包含治疗剂(例如寡核苷酸或siRNA)的胶束装配体在内吞作用后对内体区室中的更低pH敏感。在某些情况下，内吞作用引发胶束装配体的可带阴离子电荷的种类(例如，丙基丙烯酸单元)的质子化或电荷中和，从而导致胶束装配体的构象转换。在某些情况下，该构象转换导致更疏水的膜去稳定化形式，其介导治疗剂(例如，寡核苷酸或siRNA)从内体释放至细胞质。在此类包含siRNA的胶束装配体中，siRNA向细胞质内的递送允许其mRNA敲低效应发生。在此类包含其他类型寡核苷酸的胶束装配体中，向细胞质的递送允许它们期望的作用发生。
药物组合物
任选地在组合物(例如，药学上可接受的组合物)中提供本文中提供的胶束装配体(例如，连接至一个或多个治疗剂例如一个或多个寡核苷酸的胶束装配体)。在一些实施方案中，可将本文中提供的胶束装配体以任意合适方式(例如在使用或不使用稳定剂、缓冲剂等以形成治疗组合物的情况下)给患者施用。在一些实施方案中，配制本文中提供的胶束装配体并且以片剂、胶囊剂或酏剂(用于口服施用)、栓剂(用于直肠施用)、无菌溶液、悬浮液(用于注射施用)和任意其他适当的组合物的形式使用其。
提供了包含至少一种本文中描述的治疗剂的胶束装配体的药学可接受制剂。此类制剂包括上述化合物的盐例如酸加成盐，例如盐酸、氢溴酸、乙酸和苯磺酸的盐。药物组合物或制剂是指以适合于施用(例如全身性施用)至细胞或患者(包括例如人)内的形式存在的组合物或制剂。适当的形式部分地取决于其用途或进入的途径，例如，口服、经皮肤或通过注射。因此，在其中胶束装配体包含和将递送多核苷酸的具体实施方案中，制剂以不阻止胶束装配体，更具体地多核苷酸(例如，寡核苷酸或siRNA)到达靶细胞同时保持多核苷酸完整性和/或功能的形式存在。例如，在某些实施方案中，注射入血流的药物组合物是可溶性的和/或可分散的。此外，本文中描述的药物组合物优选是无毒的。在施用本文中描述的胶束装配体以获得治疗益处的一些实施方案中，施用治疗有效量的包含治疗剂(例如，寡核苷酸，例如siRNA)的胶束装配体。在示例性实施方案中，治疗有效量包括提供约10mg或更少的siRNA/kg个体的充足量胶束装配体。
在一些实施方案中，全身性施用包含含有治疗剂(例如，多核苷酸，例如siRNA)的胶束装配体的药物组合物。如本文中所使用的，“全身性施用”是指在血流中体内全身性吸收或积累药物，然后分布在整个身体中。导致全身性吸收的施用途径包括但不限于：静脉内、皮下、腹膜内、吸入、口服、肺内和肌内途径。在一些实施方案中，局部施用胶束装配体组合物。
在一些实施方案中，制备组合物以用于贮存或施用，所述组合物在药学上可接受的载体或稀释剂中包含药物有效量的包含治疗剂的胶束装配体。本文中任选地利用任意可接受的载体或稀释剂。在例如Remington′s Pharmaceutical Sciences、Mack Publishing Co.、A.R.Gennaro Ed.、1985中描述了具体的载体和稀释剂。例如，任选地加入防腐剂、稳定剂、染料和调味剂。此类试剂包括对苯甲酸钠、山梨酸和对羟基苯甲酸的酯。此外，任选地使用抗氧化剂和悬浮剂。如本文中所使用的，术语“药学上可接受的载体”是指无毒、惰性的固体、半固体或液体充填剂、稀释剂、封装材料或任意类型的制剂助剂。任选地用作药学上可接受载体的材料的一些实例是糖例如乳糖、葡萄糖和蔗糖；淀粉例如玉米淀粉和马铃薯淀粉；纤维素和其衍生物例如羧甲基纤维素钠、乙基纤维素和醋酸纤维素；西黄蓍胶粉；麦芽；明胶；滑石；赋形剂例如可可脂和栓剂蜡(suppository waxe)；油例如花生油、棉籽油；红花油；芝麻油；橄榄油；玉米油和大豆油；二醇类例如丙二醇；酯例如油酸乙酯和十二烷酸乙酯；琼脂；去垢剂例如Tween 80；缓冲剂例如氢氧化镁和氢氧化铝；海藻酸；无热源水；等渗盐水；林格氏溶液；乙醇；和磷酸缓冲液以及其他无毒的相容性润滑剂例如十二烷基硫酸钠和硬脂酸镁、以及着色剂、释放剂、包衣剂、甜味剂、调味剂和芳香剂、防腐剂和抗氧化剂还可存在于组合物中，这决定于配制者的判断。在一些实施方案中，给人和/或动物口服、直肠、胃肠外、intracistemally、阴道内、鼻内、腹膜内、局部(如通过粉剂、乳膏剂、软膏或滴剂)、皮下、经口腔施用或作为口腔或鼻腔喷雾剂施用本文中提供的药物组合物。
在不同的实施方案中，用于口服施用的液体剂型包括药学上可接受的乳剂、微乳剂、溶液、悬浮液、糖浆剂和酏剂。除了活性成份(即，本文中提供的胶束-寡核苷酸复合物)外，液体剂型任选地还包含惰性稀释剂或赋形剂，例如作为非限制性实例，水或其他溶剂、增溶剂和乳化剂例如乙醇、异丙醇、碳酸乙酯、乙酸乙酯、苄醇、苯甲酸苄酯、丙二醇、1，3-丁二醇、二甲基甲酰胺、油(特别地，棉子、落花生、玉米、胚芽(germ)、橄榄、蓖麻和芝麻油)、甘油、四氢糠醇、聚乙二醇和脱水山梨醇的脂肪酸酯和其混合物。除了惰性稀释剂以外，口服组合物中任选地还包括佐剂例如湿润剂、乳化剂和悬浮剂、甜味剂、调味剂和芳香剂。
在一些实施方案中，相应地以任意适当的方式，例如使用分散剂、湿润剂和/或悬浮剂，配制可注射的制剂例如无菌可注射水性或油性悬浮液。无菌可注射制剂任选地是无毒的胃肠外可接受稀释剂或溶剂中的无菌可注射溶液、悬浮液或乳剂，例如1，3-丁二醇中的溶液。其中，任选地使用的可接受的媒介物和溶剂是水、林格氏溶液、U.S.P和等渗氯化钠溶液。此外，无菌不挥发性油也常规地用作溶剂或悬浮介质。为此目的，任选地使用任意刺激性小的不挥发性油，包括合成的甘油一酯或甘油二酯。在另外的实施方案中，将脂肪酸例如油酸用于制备可注射的制剂。在具体的实施方案中，将胶束装配体颗粒悬浮于包含1％(w/v)羧甲基纤维素钠和0.1％(v/v)Tween 80的载体流体中。
在一些实施方案中，例如，通过例如将可注射制剂通过细菌截留滤器(bacteria-retaining filter)过滤或通过掺入以无菌固体组合物的形式存在的灭菌剂(任选地在使用之前将其溶解或分散在无菌水或其他可注射介质中)来对可注射制剂进行灭菌。
在某些实施方案中，用于口服或阴道施用的组合物是栓剂。任选地通过将本文中提供的包含治疗剂的胶束装配体与适当的非刺激性赋形剂或载体(所述赋形剂或载体在环境温度下是固体但在体温下是液体，从而在直肠或阴道腔内熔化并且释放本文中提供的包含治疗剂的胶束装配体)例如可可脂、聚乙二醇或栓剂蜡混合来制备栓剂。如本文中所使用的，“本文中提供的包含治疗剂的胶束装配体”可与本文中提供的包含一个或多个治疗剂的一个或多个胶束装配体互换使用。
用于口服施用的适当的固体剂型包括，作为非限制性实例，胶囊剂、片剂、丸剂、粉剂和颗粒。在这样的固体剂型中，将包含治疗剂(例如，寡核苷酸)的胶束装配体与至少一种惰性的药学上可接受的赋形剂或载体(例如柠檬酸钠或磷酸二钙)和/或a)充填剂或增充剂(例如淀粉、乳糖、蔗糖、葡萄糖、甘露醇和硅酸)，b)粘合剂，例如羧甲基纤维素、藻酸酯、明胶、聚乙烯基吡咯烷酮、蔗糖和阿拉伯胶，c)保湿剂(例如甘油)，d)崩解剂，例如琼脂-琼脂、碳酸钙、马铃薯或木薯淀粉、海藻酸、某些硅酸盐和碳酸钠，e)溶液阻滞剂，例如石蜡，f)吸收促进剂，例如季铵类化合物，g)湿润剂，例如鲸蜡醇和单硬脂酸甘油酯，h)吸收剂，例如高岭土和膨润土粘土，和i)润滑剂，例如滑石、硬脂酸钙、硬脂酸镁、固体聚乙二醇、十二烷基硫酸钠和其混合物相混合。在胶囊剂、片剂和丸剂的情况下，剂型还可包含缓冲剂。
通过使用赋形剂如乳糖或奶糖(milk sugar)以及高分子量聚乙二醇等，相似类型的固体组合物也可任选地作为充填剂用于软和硬填充的明胶胶囊。
在一些实施方案中，用包衣和壳例如肠溶包衣和其他适当的包衣制备片剂、锭剂、胶囊剂、丸剂和颗粒剂的固体剂型。它们任选地包含遮光剂。在某些实施方案中，它们的组成是它们只在或优先在肠道的某些部分，任选地以延迟的方式释放活性成分。适当的包埋组合物的实例包括，作为非限制性实例，例如聚合物物质和蜡。
通过使用这样的赋形剂如乳糖或奶糖以及高分子量聚乙二醇等，任选地将相似类型的固体组合物作为充填剂用于软和硬填充的明胶胶囊。
用于本发明的药物组合物的局部或经皮肤施用的剂型包括但不限于例如软膏、糊剂、乳膏剂、洗剂、凝胶、粉剂、溶液、喷雾剂、吸入剂或贴剂。在一些实施方案中，在无菌条件下将本文中提供的包含治疗剂的胶束装配体和药学上可接受的载体以及任选地一种或多种防腐剂、一种或多种缓冲剂或其组合(例如，当需要时)混合。眼科制剂(Ophthalmic formulation)、滴耳剂和滴眼剂也包括在本发明的范围内。
除了本文中提供的包含治疗剂的胶束装配体外，本文中提供的软膏、糊剂、乳膏剂、凝胶任选地还包含赋形剂例如动物和植物脂肪、油、蜡、石蜡、淀粉、黄蓍胶、纤维素衍生物、聚乙二醇、硅酮、膨润土、硅酸、滑石和氧化锌或其混合物。
除了本文中提供的包含治疗剂的胶束装配体外，粉剂和喷雾剂任选地还包含赋形剂例如乳糖、滑石、硅酸、氢氧化铝、硅酸钙和聚酰胺粉剂或此类物质的混合物。在一些实施方案中，喷雾剂额外地包含常规喷射剂例如氯氟化烃。
透皮贴剂具有给身体提供受控的化合物递送的额外有利方面。以任意适当的方式，例如通过将微粒或纳米粒溶解或分散在恰当的介质中来制备此类剂型。任选地使用吸收促进剂来增加化合物穿过皮肤的通量(flux)。可通过提供速率控制膜(rate controlling membrane)或通过将本文中提供的包含治疗剂的胶束装配体分散在聚合物基质或凝胶中来控制速率。
在本发明的一些方面，胶束装配体提供了通常通过赋形剂进行的一些性质(例如，机械、热学性质等)，从而减少了制剂所需的此类赋形剂的量。
在一些实施方案中，本文中提供的胶束装配体相对于用于递送治疗剂的其他技术而言具有更优的商业价值，包括但不限于：在体内反复施用后降低的载体免疫原性；装配递送载体的多个元件所需的步骤更少，从而导致商品成本更低；和制造的重现性，如通过制造在生物物理测定性质(包括但不限于例如HPLC、GPC、DLS和TEM)上具有低于5％，低于10％或低于20％的批次间差异的重复批次的产品的能力判断的。
实施例
在本发明上下文的描述中，利用不同的已知首字母缩写和缩写描述单体或衍生自这种单体的聚合的单体残基。除非另有指定，否则不限于：″BMA″(或字母″B″作为等效的速记符号)表示甲基丙烯酸丁酯或衍生自它的单体残基；″DMAEMA″(或字母″D″作为等效的速记符号)表示甲基丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯或衍生自它的单体残基；″Gal″意指半乳糖或半乳糖残基，任选包括羟基保护部分(例如乙酰基)或其聚乙二醇化衍生物(如下所述)；HPMA表示甲基丙烯酸2-羟丙酯或衍生自它的单体残基；″MAA″表示甲基丙烯酸或衍生自它的单体残基；″MAA(NHS)″表示甲基丙烯酸的N-羟基-琥珀酰亚胺酯或衍生自它的单体残基；″PAA″(或字母″P″作为等效的速记符号)表示2-丙基丙烯酸或衍生自它的单体残基；″PEGMA″意指聚乙二醇化的甲基丙烯酸单体CH3O(CH2O)7-8OC(O)C(CH3)CH2或衍生自它的单体残基。在每种情况中，任意这种命名表示单体(包括其全部的盐或离子性类似物)或衍生自该单体的聚合的单体残基(包括其全部的盐或离子性类似物)，且上下文中具体显示的形式对本领域技术人员显而易见。
实施例：共聚物的制备
制备下列通式的二嵌段聚合物和共聚物：
[A1x-/-A2y]n-[B1x-/-B2y-/-B3z]1-5n
其中[A1-A2]是由单体A1和A2的残基组成的第一嵌段共聚物，[B1-B2-B3]是由单体B1、B2、B3的残基组成的第二嵌段共聚物，
x、y、z是以摩尔百分比单体残基计的聚合物组成
n是分子量
一些示例性的二嵌段共聚物：
[DMAEMA]-[B-/-P-/-D]
[PEGMAW]-[B-/-P-/-D]
[PEGMAW-DMAEMA]-[B-/-P-/-D]
[PEGMAW-MAA(NHS)]-[B-/-P-/-D]
[DMAEMA-/-MAA(NHS)]-[B-/-P-/-D]
[HPMA-/-PDSM]-[B-/-P-/-D]
其中：
B是甲基丙烯酸丁酯
P是丙基丙烯酸
D是DMAEMA，其为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯
PEGMA是甲基丙烯酸聚乙二醇酯，其中，例如，w＝4至5个或7至8个环氧乙烷单元)
MAA(NS)是甲基丙烯酸-N-羟基琥珀酰亚胺
HPMA是N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺
PDSM是吡啶二硫基甲基丙烯酸酯
这些聚合物表示这样的结构，其中聚合物或共聚物的第一嵌段的组成被改变或以化学方式处理，以生成其中第一嵌段是中性的(例如PEGMA)、阳离子性的(DMAEMA)、阴离子性的(PEGMA-NHS，其中NHS被水解成酸)、两性的(DMAEMA-NHS，其中NHS被水解成酸)或两性离子性的(例如聚[2-甲基丙烯酰氧基-2′三甲铵乙基磷酸])聚合物。此外，[PEGMA-PDSM]-[B-P-D]聚合物在第一嵌段中包含吡啶二硫基官能团，其可以与硫氢基化siRNA反应，形成聚合物-siRNA缀合物。
实施例1.1：通过RAFT合成嵌段共聚物
A.RAFT链转移剂。
采用Moad等人、Polymer、2005、46(19)：8458-68的方法稍加改动用于合成用于下列RAFT聚合的链转移剂(CTA)4-氰基-4-(乙基硫烷基硫羰基)硫烷基戊酸(ECT)。简言之，在0℃在10分钟内向搅拌的氢化钠(60％的油溶液)(3.15g、79mmol)在乙醚(150ml)中的混悬液中加入乙硫醇(4.72g、76mmol)。然后将该溶液搅拌10分钟，然后添加二硫化碳(6.0g、79mmol)。通过过滤收集粗S-乙基三硫代碳酸钠(7.85g、0.049mol)，混悬于乙醚(100mL)，与碘(6.3g、0.025mol)反应。1小时后，过滤该溶液，用硫代硫酸钠水溶液洗涤，用硫酸钠干燥。然后通过旋转蒸发分离粗的双(乙基硫烷基硫羰基)二硫化物。将双-(乙基硫烷基硫羰基)二硫化物(1.37g、0.005mol)和4，4′-偶氮双(4-氰基戊酸)(2.10g、0.0075mol)在乙酸乙酯(50mL)中的溶液在回流状态下加热18小时。旋转蒸发溶剂后，通过柱色谱法、使用硅胶作为固定相和50∶50乙酸乙酯己烷作为洗脱剂分离粗的4-氰基-4-(乙基硫烷基硫羰基)硫烷基戊酸(ECT)。
B.聚(甲基丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯)大链转移剂(聚DMAEMA macroCTA)
DMAEMA的RAFT聚合在30℃、在氮气气氛中、在DMF中使用ECT和2，2′-偶氮双(4-甲氧基-2.4-二甲基戊腈)(V-70)(Wako chemicals)作为自由基引发剂进行18小时。起始单体与CTA之比([CTA]0/[M]0能使得在100％转化率下的理论值Mn是10,000(g/mol)。起始CTA与引发剂之比([CTA]o/[I]o)是10∶1。通过沉淀入50∶50v∶v乙醚/戊烷分离所得的聚DMAEMA大链转移剂。将得到的聚合物再溶于丙酮，然后沉淀入戊烷(x3)，真空干燥过夜。
C.DMAEMA、PAA和BMA从聚(DMAMEA)macroCTA的嵌段共聚合
将期望的化学计算量的DMAEMA、PAA和BMA加入到溶于N，N-二甲基甲酰胺的聚(DMAEMA)macroCTA中(25wt％单体和macroCTA：溶剂)。就全部聚合而言，[M]o/[CTA]o和[CTA]o/[I]o分别是250∶1和10∶1。在添加V70后，用氮气将溶液净化30分钟，使其在30℃反应18小时。通过沉淀入50∶50v∶v乙醚/戊烷分离所得的二嵌段共聚物。然后将沉淀的聚合物再溶于丙酮，然后沉淀入戊烷(x3)，真空干燥过夜。利用凝胶渗透色谱法(GPC)测定在DMF中的聚(DMAEMA)macroCTA和二嵌段共聚物样品相对于聚甲基丙烯酸甲酯标准品而言的分子量和多分散性(PDI、Mw/Mn)(与Viscotek GPCmax VE2001和折射计VE 3580(Viscotek、Houston、TX)串联的SEC Tosoh TSK-GEL R-3000和R-4000柱(TosohBioscience、Montgomery ville、PA))。包含1.0wt％LiBr的HPLC-级DMF用作流动相。图1概括了一些P7RAFT合成的聚合物的分子量、组成和嵌段比例。
实施例1.2.由聚(PEGMA)macroCTA制备DMAEMA、PAA和BMA的第 二嵌段(B1-B2-B3)共聚物
将期望的化学计算量的DMAEMA、PAA和BMA加入到溶于N，N-二甲基甲酰胺的聚(PEGMA)macroCTA中(25wt％单体和macroCTA：溶剂)。就全部聚合而言，[M]o/[CTA]o和[CTA]o/[I]o分别是250∶1和10∶1。在添加AIBN后，用氮气将溶液净化30分钟，使其在68℃反应6-12小时。通过沉淀入50∶50v∶v乙醚/戊烷分离所得的二嵌段共聚物。然后将沉淀的聚合物再溶于丙酮，然后沉淀入戊烷(x3)，真空干燥过夜。利用凝胶渗透色谱法(GPC)，使用Viscotek GPCmax VE2001和折射计VE3580(Viscotek、Houston、TX)测定在DMF中的聚(PEGMA)macroCTA和二嵌段共聚物样品的分子量和多分散性(PDI、Mw/Mn)。包含1.0wt％LiBr的HPLC-级DMF用作流动相。CDCl3中的NMR光谱法用于证实聚合物结构和计算第二嵌段的组成。
实施例1.3.PEGMA-DMAEMA共聚物的制备和表征
使用与实施例1.1和1.2中所述类似的方法进行聚合物合成。通过使用各单体的不同投料比改变PEGM和DMAEMA在第一嵌段中的比例，生成图1B中所述的共聚物。
实施例1.4.PEGMA-MAA(NHS)共聚物的制备和表征。
使用单体进料比，如实施例1.1和1.2所述进行聚合物合成，得到期望的第一嵌段共聚物的组成。在一些情况下，制备[PEGMAW-MAA(NHS)]-[B-P-D]聚合物，其中第一嵌段中单体的共聚物之比是75∶25。图14概述了[PEGMAW-MAA(NHS)]-[B-P-D]聚合物的合成，其中第一嵌段中单体的共聚物比率为70∶30。图15A、15B和15C概述了通过PEGMA和MAA-NHS的RAFT共聚合合成的聚合物的表征，其中第一嵌段中体的共聚物比率为70∶30，其中第一嵌段中体的共聚物比率为70∶30。。可以在室温或37℃、在pH 7.4-8.5的含水缓冲液(磷酸盐或碳酸氢盐)中将包含NHS的聚合物孵育1-4小时，生成水解(酸性)形式。
实施例1.5.DMAEMA-MAA(NHS)共聚物的制备和表征。
使用单体进料比，如实施例1.1和1.2所述进行聚合物合成，得到期望的第一嵌段共聚物的组成。在某些情况下，制备[DMAEMA-MAA(NHS)]-[B-P-D]聚合物，其中第一嵌段中单体的共聚物之比是70∶30。可以在室温或37℃、在pH 7.4-8.5的含水缓冲液(磷酸盐或碳酸氢盐)中将包含NHS的聚合物孵育1-4小时，生成水解(酸性)形式.
实施例2.用于siRNA药物递送的HPMA-PDS(RNA)共聚物缀合物的制备和表征。
A.吡啶二硫基甲基丙烯酸酯单体(PDSMA)的合成
将Aldrithiol-2TM(5g、22.59mmol)溶于40ml甲醇和1.8ml AcOH。将该溶液在30分钟内加入2-氨基乙硫醇.HCl(1.28g、11.30mmol)在20ml甲醇中的溶液。将该反应体系在N2气氛中在R.T.搅拌48小时。蒸发溶剂后，用40ml乙醚将残余油状物洗涤2次。将粗化合物溶于10ml甲醇，用50ml乙醚将产物沉淀2次，得到期望的化合物1，为淡黄色固体。收率：95％。
将吡啶二硫乙胺(6.7g、30.07mmol)和三乙胺(4.23ml、30.37mmol)溶于DMF(25ml)和吡啶(25ml)，在0℃通过注射器缓慢加入甲基丙烯酰氯(3.33ml、33.08mmol)。将该反应混合物在R.T.搅拌2小时。反应后，用饱和NaHCO3(350ml)使反应停止，用乙酸乙酯(350ml)萃取。再用10％HCl(100ml、1次)和纯水(100ml、2次)洗涤合并的有机层，用MgSO4干燥。通过柱色谱法纯化纯产物(EA/Hex：1/10-2/1)，为黄色糖浆状物。Rf＝0.28(EA/Hex＝1/1).收率：55％。
B.HPMA-PDSMA共聚物合成
N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA)和吡啶二硫基甲基丙烯酸酯(典型地以70∶30的单体比)的RAFT聚合在DMF(50重量％单体：溶剂)中、在68℃、在氮气气氛中使用2，2′-偶氮-双-异丁腈(AIBN)作为自由基引发剂进行8小时(图9)。CTA与AIBN的摩尔比为10∶1，设定单体与CTA之比，使得若转化率为100％则可以得到25,000g/mol的分子量。通过反复从甲醇中沉淀入乙醚分离聚(HPMA-PDS)macro-CTA。
真空干燥macro-CTA 24小时，然后用于甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)、丙基丙烯酸(PAA)和甲基丙烯酸丁酯(BMA)的嵌段共聚合。将等摩尔量的DMAEMA、PAA和BMA([M]0/[CTA]0＝250)加入到溶于N，N-二甲基甲酰胺的HPMA-PDS macroCTA中(25wt％单体和macroCTA：溶剂)。加入自由基引发剂AIBN，其中CTA与引发剂之比为10∶1。使聚合在氮气气氛中在68℃进行8小时。然后通过沉淀入50∶50乙醚/戊烷、在沉淀之间再溶于乙醇而分离所得的二嵌段聚合物。用乙醚将产物洗涤1次，真空干燥过夜。
C.siRNA与HPMA-PDSMA共聚物的缀合
硫氢基化siRNA以商品方式得到(Agilent、Boulder、CO)，为具有二硫基修饰的5′-有义链的双链体RNA。通过将冻干化合物溶于水制备用于缀合的游离硫醇形式，用固定在琼脂糖凝胶内的二硫化物还原剂TCEP处理1小时。然后将还原的RNA(400uM)与吡啶基二硫化物-官能化聚合物在包含5mM乙二胺四乙酸(EDTA)的磷酸盐缓冲液(pH 7)中反应24小时(图8)。
吡啶基二硫化物聚合物与RNA硫醇的反应生成2-吡啶硫酮，其可以以分光光度方式测定以表征缀合效率。为了进一步验证二硫化物交换，使缀合物上SDS-PAGE 16.5％三(羟甲基)甲基甘氨酸凝胶。平行用固定的TCEP处理缀合反应的等分部分，然后上SDS-PAGE，以验证在还原环境中RNA从聚合物中释放。缀合反应以聚合物/RNA化学计量比为1、2和5进行。在343nm对2-吡啶硫酮释放的UV分光光度吸光度测量值用于测定缀合效率。
实施例3：用细胞靶向剂合成聚合物：叠氮基-终止的聚合物与叶酸炔丙酯的Click反应。
受控自由基聚合和叠氮化物-炔click化学法的组合用于制备与生物配体(例如叶酸)缀合的嵌段共聚物胶束，这种生物配体具有活跃地靶向包含所关注特异性受体的特异性组织/细胞的潜能(例如叶酸)。通过如实施例1所述的可逆添加-分段链转移(RAFT)聚合合成嵌段共聚物，只是使用叠氮基链转移剂(CTA)。然后使聚合物的叠氮基末端与靶向剂(例如叶酸)的炔衍生物反应，产生包含靶向剂的聚合物。
RAFT剂的合成。
如下制备RAFT链转移剂(CTA)2-十二烷基硫烷基硫羰基硫烷基-2-甲基-丙酸3-叠氮基丙酯(C12-CTAN3)：
3-叠氛基丙醇的合成。使3-氯-1-丙醇(5.0g、53mmol、1.0当量)和叠氮化钠(8.59g、132mmol、2.5当量)在DMF(26.5mL)中、在100℃反应48小时。将该反应混合物冷却至室温，倾入乙醚(200mL)，用饱和NaCl水溶液(500mL)萃取。分离有机层，用MgSO4干燥，过滤。浓缩上清液，得到产物(5.1g、95％收率)。
2-十二烷基硫烷基硫羰基硫烷基-2-甲基-丙酰氯(DMP-C1)的合成
在50mL圆底烧瓶中将2-十二烷基硫烷基硫羰基硫烷基-2-甲基-丙酸(DMP、Noveon＞95％)(1.0g、2.7mmol、1.0当量)溶于二氯甲烷(15mL)，将该溶液冷却至约0℃。在氮气气氛中缓慢加入草酰氯(0.417g、3.3mmol、1.2当量)，使该溶液达到室温，总计搅拌3小时。减压浓缩所得的溶液，得到酰氯产物(1.0g、99％收率)。熔点：63℃。
2-十二烷基硫烷基硫羰基硫烷基-2-甲基-丙酸3-叠氮基丙酯的合 成。
在50mL圆底烧瓶中将3-叠氮基丙醇(265mg、2.62mmol、1.0当量)溶于二氯甲烷(5mL)，将该溶液冷却至约0℃。在10分钟内滴加三乙胺(0.73mL)在二氯甲烷(5mL)中的溶液。滴加DMP-C1(1.0g、2.6mmol)在二氯甲烷(5mL)中的溶液，使该溶液达到室温，同时搅拌3小时。减压浓缩该溶液，用乙醚(100mL)稀释，用饱和碳酸氢钠水溶液(50mL)、水(50mL)和饱和NaCl溶液(50mL)依次洗涤。分离有机层，用MgSO4干燥(1.0g)，过滤。减压浓缩上清液，得到产物(1.05g、90％收率)，为残余油状物。
叶酸炔丙酯的合成。
将叶酸(1.0g、0.0022mol)溶于DMF(10mL)，用水/冰浴冷却。加入N-羟基琥珀酰亚胺(260mg、0.0025mol)和EDC(440mg、0.0025mol)，将得到的混合物在冰浴中搅拌30分钟，得到白色沉淀。加入炔丙胺(124mg、2.25mmol)在DMF(5.0mL)中的溶液，将得到的混合物温至室温，搅拌24小时。将该反应混合物倾入水(100mL)，搅拌30分钟，形成沉淀。过滤橙-黄色沉淀，用丙酮洗涤，真空干燥6小时，得到1.01g产物(93％收率)。
叠氮基-终止的聚合物与叶酸炔丙酯的Click反应。
通过下列实施例方法将叠氮基终止的聚合物与叶酸炔丙酯反应。用氮气将N3-α-[Ds-Xt]b-[Bx-Py-Dz]a-[ω](0.0800mmol)在DMF(7mL)中的溶液和五甲基二亚乙三胺(PMDETA、Aldrich、99％)(8.7mg、0.050mmol)净化60分钟，在氮气气氛中通过注射器转移入安装了磁搅拌棒的包含CuBr(7.2mg、0.050mmol)和叶酸炔丙酯(42mg、0.088mmol)的小瓶中。将该反应混合物在26℃、在没有氧存在的情况下搅拌22小时。使反应混合物接触空气，使该溶液通过中性氧化铝柱。真空除去DMF，并且将产物沉淀入己烷。将所得的以叶酸-终止的嵌段共聚物叶酸-α-[Ds-Xt]b-[Bx-Py-Dz]a-ω溶于THF，过滤，以除去过量叶酸炔丙酯。除去THF，然后将聚合物溶解于去离子(DI)水，使用具有1000Da的分子量截留值的膜透析6小时。通过冻干分离聚合物。
实施例4：嵌段共聚物PRx0729v6的NMR光谱(图2)
本实施例使用NMR光谱法提供了聚合物PRx0729v6在水溶液形成胶束样结构的证据。
在25℃在氘代氯仿(CDCl3)和氘代水(D2O)中用Bruker AV301记录1HNMR光谱。使用氘锁(CDCl3、D2O)，以ppm计来自四甲基硅烷(用于CDCl3)和3-(三甲代甲硅烷基)丙酸-2，2，3，3-d4酸钠盐(用于D2O)的化学位移。聚合物浓度是6mg/mL。
使用聚合物PRx0729v6作为实例的合成聚合物在含水缓冲液中的NMR光谱提供了本发明二嵌段聚合物在水溶液中形成胶束的证据。胶束的形成导致隔离的粘性内芯形成，它限制了形成芯区段的质子运动并且防止了溶剂与芯的质子之间的氘交换。这反映为相应质子的1H NMR信号显著抑制或消失。我们使用这种溶液NMR光谱法的内在特性证实胶束芯的疏水性嵌段被有效隔离。如果胶束在含水介质中形成，则应出现因疏水性共聚物嵌段的质子导致的信号消失。
图2显示聚合物PRx0729v6在CDCl3(有机溶剂)和D2O(含水溶剂)中的1H NMR实验。在室温下聚合物在CDCl3中的1H NMR光谱(图1A)显示信号归因于全部聚合物质子，显示聚合物链在CDCl3中保持分散(未聚集)，保留了其运动，所以，其质子可以与溶剂交换。这显示具有隔离芯的稳定胶束不能由PRx0729v6在有机溶剂中形成。图2B显示PRx0729v6在D2O中的1H NMR光谱。代表疏水性嵌段(BMA、PAA、DMAEMA)质子的信号从光谱中消失。这显示具有隔离芯的稳定胶束由PRx0729v6在水溶液中形成。此外，在同一光谱中，归因于DMAEMA(2.28ppm)的两个甲基的质子共振的信号发生显著抑制，这意味着仅构成壳的第一聚DMAEMA嵌段接触水，即主要是DMAEMA的带电荷基团。简单计算显示从CDCl3中的信号(5600)扣除疏水性嵌段的PAA、DMAEMA的积分百分比(2900)得到在D2O中同一信号的近似值(2811)，符合该结论。
1H NMR实验结果共同显示聚合物PRx0729v6形成具有有序芯-壳结构的胶束，其中第一嵌段聚DMAEMA形成包围由疏水性单元(BMA)和带相反电荷的静电稳定单元(PAA、DMAEMA)组成的芯的水化外壳。
实施例5：动态光散射(DLS)测定与siRNA复合的聚合物PRx0729v6的粒度(图3)
下列实施例证实了聚合物PRx0729v6单独时形成均匀的45nm颗粒，而在结合siRNA之后形成47nm大小的颗粒。
通过动态光散射(DLS)、使用Malvern Zetasizer Nano ZS测定单独聚合物或聚合物/siRNA复合物的粒度。就单独的PRx0729v6而言以1mg/mL或就与1uM GAPDH-特异性21mer-siRNA(Ambion)复合的PRx0729v6而言以0.7mg/mL测定磷酸缓冲盐水pH 7.4(PBS)中的聚合物，其中复合物中理论电荷比为4∶1，即聚合物上的正电荷：siRNA上的负电荷。单独的PRx0729v6(45nm)和与siRNA复合的PRx0729v6(47nm)(图15)显示具有接近均匀分布的类似粒度，PDI＜0.1。
实施例6：不同电荷比的聚合物PRx0729v6/siRNA复合物的凝胶 迁移分析(图4)
下列实施例证实聚合物PRx0729v6以不同电荷比结合siRNA，产生电泳迁移率降低的复合物。
通过凝胶电泳分析聚合物siRNA结合(图4)，显示完全的siRNA与聚合物结合在聚合物/siRNA电荷比为4∶1及更高时发生。
实施例7.聚合物PRx0729v6的临界稳定性浓度(CSC)(图5)
下列实施例显示聚合物PRx0729v6的胶束颗粒性质对100-倍稀释稳定。
将聚合物PRx0729v6以1mg/mL±0.5M NaCl的浓度溶解在PBS缓冲液pH 7.4中。通过动态光散射、在从1mg/mL到1.6ug/mL的5-倍连续稀释度(PBS±0.5M NaCl)范围内测定粒度。图5显示约45nm的粒度对降至约10ug/mL的浓度稳定。聚合物PRx0729v6显示在低于约5ug/mL(临界稳定性浓度，或CMC)下不稳定，在该浓度下各聚合物链解离并且形成非特异性聚集物。
实施例8.聚合物PRx0729v6颗粒在有机溶剂中的稳定性(图6)
本实施例显示聚合物PRx0729v6的胶束结构在有机溶剂中解离，这符合胶束芯的疏水性质。
将聚合物PRx0729v6以1mg/mL的浓度溶于各种有机溶剂，通过动态光散射测定粒度。图6显示增加浓度的二甲基甲酰胺(DMF)导致胶束解离成聚集的链。
实施例9：siRNA与胶束的。
A.双链siRNA与含硫氢基的嵌段共聚物的缀合。
通过将氨基-siRNA以10mg/mL溶于50mM磷酸钠、0.15M NaCl pH7.2或另一种非-胺缓冲液例如硼酸盐、Hepes、碳酸氢盐(具有适合于NHS酯修饰范围的pH，pH 7-9)制备siRNA-吡啶基二硫化物。将SPDP以6.2mg/mL的浓度溶于DMSO(20mM储备溶液)，将25ul SPDP储备溶液加入到待修饰的每ml氨基-siRNA中。混合该溶液，在室温反应至少30分钟。更长的反应时间(包括过夜)不会对修饰产生不良影响。通过使用50mM磷酸钠、0.15M NaCl、10mM EDTA pH 7.2透析(或凝胶过滤)，从反应副产物中纯化经修饰的RNA(吡啶基二硫化物)。使制备的siRNA-吡啶基二硫化物以1∶5的摩尔比与聚合物PRx0729v6(在ω-端上包含游离硫氢基)在10-50mM EDTA的PBS溶液pH 7.2的存在下反应。根据吡啶-2-硫酮的释放以分光光度法和通过凝胶电泳监测反应程度。
B.单链RNA与聚合物的缀合、然后是第二链退火。
使用上述实施例的方法、以单链氨基修饰的RNA为原料制备单链RNA吡啶基二硫化物缀合物。在使RNA吡啶基二硫化物与嵌段共聚物胶束偶合后，将互补的RNA链加入到该反应混合物中，使两链在低于双链体RNA的Tm约20℃的温度下退火1小时。
实施例10：siRNA-胶束复合物在培养的哺乳动物细胞中的敲低 活性(图7和图12)
在96-孔格中通过测定用PRx0729v6：siRNA复合物处理24小时后特异性基因的表达来检测siRNA/聚合物PRx0729v6复合物的敲低(KD)活性。在25uL中混合聚合物和靶向GAPDH的siRNA或阴性对照siRNA(Ambion)，得到不同电荷比和超过最终转染浓度5-倍的浓度，使其复合30分钟，然后添加到包含10％FBS的100uL标准培养基中的HeLa细胞中。在100、50、25和12.5nM评价最终siRNA浓度。以4∶1、2∶1或1∶1电荷比或18、9、4.5和2.2ug/mL的固定聚合物浓度添加聚合物，以测定何种条件产生最高KD活性。就电荷比而言(图7A)，制备较高浓度的复合物，孵育30分钟，然后恰在添加到细胞中前系列稀释至图表所示浓度5-倍的浓度。就固定的聚合物浓度而言(图7B)，以如图所示浓度5-倍的浓度复合siRNA和聚合物，孵育30分钟，然后添加到细胞中至所示终浓度。图7C是阴性对照。处理后24小时分离总RNA，通过定量PCR测定相对于2种内部校准基因RPL13A和HPRT的GAPDH表达。图7以及图12A和图12B的结果显示，使用9ug/mL和更高浓度的PRx0729v6在测试的全部siRNA浓度下均得到＞60％KD活性(阴影)。该浓度符合来自粒度分析的稳定胶束形成。与较低浓度(4.5ug/mL固定的聚合物浓度)下的复合物形成相比，仅当以高浓度制备复合物并且系列稀释时(4∶1电荷比)使用4.5ug/mL PRx0729v6/12.5nM siRNA观察到高KD活性。另外，仅100nM siRNA与4.5ug/mL PRx0729v6显示高KD活性，而更低的siRNA浓度没有显示高活性。概括地说，PRx0729v6胶束对降至～10ug/mL的稀释稳定，KD活性在低于～5ug/mL时失去，显示稳定的胶束是良好KD活性所需的。
实施例11：切丁酶底物GAPDH siRNA-聚合物复合物在培养的哺乳 动物细胞中的敲低活性
在96-孔格中通过测定用聚合物：GAPDH切丁酶siRNA复合物处理24小时后的GAPDH基因表达而检测GAPDH特异性切丁酶底物siRNA/聚合物复合物的敲低(KD)活性。GAPDH切丁酶siRNA序列为：有义链：rGrGrUrCrArUrCrCrArUrGrArCrArArCrUrUrUrGrGrUrAdTdC；反义链：rGrArUrArCrCrArArArGrUrUrGrUrCrArUrGrGrArUrGrArCrCrUrU。在25uL中混合聚合物和靶向GAPDH的siRNA或阴性对照siRNA(IDT)，得到不同电荷比和超过最终转染浓度5-倍的浓度，使其复合30分钟，然后添加到包含10％FBS的100uL标准培养基中的HeLa细胞中。在100、50、25和12.5nM检验最终siRNA浓度。以4∶1、2∶1或1∶1电荷比或40、20、10和5ug/mL的固定聚合物浓度添加聚合物，以测定何种条件产生最高KD活性。处理后24小时分离总RNA，通过定量PCR测定相对于2种内部校准基因RPL13A和HPRT的GAPDH表达。结果显示，在测试的全部siRNA浓度下，使用10ug/mL和更高浓度的聚合物得到＞60％KD活性。这种聚合物浓度符合从粒度分析得到的稳定胶束形成。
实施例12：ApoB100 siRNA-聚合物复合物在培养的哺乳动物细胞中的敲低活性
在96-孔格中通过测定用聚合物：ApoB siRNA复合物处理24小时后ApoB100基因的表达来检测与聚合物复合的ApoB100特异性siRNA或切丁酶底物siRNA的敲低(KD)活性。ApoB100 siRNA序列为：有义链：5′rGrArArUrGrUrGrGrGrUrGrGrCrArArCrUrUrUrArG-S′；反义链：5′-rArArArGrUrUrGrCrCrArCrCrCrArCrArUrUrCrArG-3′。ApoB100切丁酶底物siRNA  序列为：有义链：5′-rGrArArUrGrUrGrGrGrUrGrGrCrArArCrUrUrUrArArArGdGdA；反义链：5′-rUrCrCrUrUrUrArArArGrUrUrGrCrCrArCrCrCrArCrArUrUrCrArG-S′。在25uL中混合聚合物和靶向ApoB的siRNA或阴性对照siRNA(IDT)，得到不同电荷比和超过最终转染浓度5-倍的浓度，使其复合30分钟，然后添加到包含10％FBS的100uL标准培养基中的HepG2细胞中。在100、50、25和12.5nM检验最终siRNA浓度。以4∶1、2∶1或1∶1电荷比或40、20、10和5ug/mL的固定聚合物浓度添加聚合物，以测定何种条件产生最高KD活性。处理后24小时分离总RNA，通过定量PCR测定相对于2种内部校准基因RPL13A和HPRT的ApoB100表达。结果显示，在测试的全部siRNA浓度下，使用10ug/mL和更高浓度的聚合物得到＞60％KD活性。这种聚合物浓度符合从粒度分析得到的稳定胶束形成。
实施例13：ApoB100 siRNA-聚合物复合物在小鼠模型中的敲低活性
通过测定肝组织中ApoB100的表达和血清胆固醇水平，测定小鼠模型中ApoB100特异性siRNA/聚合物复合物的敲低活性。通过尾静脉对Balb/C小鼠静脉内给予1、2或5mg/kg的与聚合物以1∶1、2∶1或4∶1电荷比(聚合物：siRNA)复合的ApoB特异性siRNA或盐水对照。最终剂量后48小时处死小鼠，分离血液和肝样品。测定血清中的胆固醇水平。从肝中分离总RNA，通过定量PCR测定相对于2种内部校准基因HPRT和GAPDH的ApoB100表达。
实施例14.ApoB100反义DNA寡核苷酸-聚合物复合物在培养的哺乳动物细胞中的敲低活性
在96-孔格中通过测定用聚合物：ApoB反义DNA寡核苷酸复合物处理24小时后的ApoB100基因表达，检测与聚合物复合的ApoB100特异性反义DNA寡核苷酸的敲低(KD)能力。对小鼠ApoB具有特异性的2种ApoB100反义寡核苷酸为：
5′-GTCCCTGAAGATGTCAATGC-3′，编码区的541位；和
5′-ATGTCAATGCCACATGTCCA-3′，编码区的531位。
在25uL中混合聚合物和靶向ApoB的反义DNA寡核苷酸或阴性对照DNA寡核苷酸(乱序的序列)，得到不同电荷比和超过最终转染浓度5-倍的浓度，使其复合30分钟，然后添加到包含10％FBS的100uL标准培养基中的HepG2细胞中。在100、50、25和12.5nM检验最终寡核苷酸浓度。以4∶1、2∶1或1∶1电荷比或40、20、10和5ug/mL的固定聚合物浓度添加聚合物，以测定何种条件产生最高KD活性。处理后24小时分离总RNA，通过定量PCR测定相对于2种内部校准基因RPL13A和HPRT的ApoB100表达。
实施例15：证实胶束装配体及其siRNA复合物的膜去稳定化活性(图8)
通过将单独聚合物或将PRx0729v6：siRNA复合物滴定入人红细胞(RBC)制品，并且根据血红蛋白释放测定膜裂解活性(在540nm吸光度读数)，由此检测pH响应性膜去稳定化活性。3种不同的pH条件用于模拟内体pH环境(胞外pH＝7.4，初级内体＝6.6，次级内体＝5.8)。通过离心从采集在包含EDTA的真空容器中的全血中分离人红细胞(RBC)。用生理盐水将RBC洗涤3次，使在特定pH(5.8、6.6或7.4)的PBS中达到2％RBC的终浓度。在恰好高于和低于如所示的临界稳定性浓度(CSC)的浓度下测试单独的PRx0729v6或PRx0729v6/siRNA复合物(图5)。就聚合物/siRNA复合物而言，将25nM siRNA以1∶1、2∶1、4∶1和8∶1电荷比加入到PRx0729v6(对于单独聚合物，采用相同的聚合物浓度)。在20X最终检测浓度下形成单独的聚合物或聚合物-siRNA复合物的溶液30分钟，将其稀释到各RBC制品中。将2种PRx0729v6聚合物储备溶液的不同制品比较制备后9和15天的活性稳定性，从制备日开始就贮存在4℃。将RBC与单独的聚合物或聚合物/siRNA复合物一起在37℃孵育60分钟，离心以除去完整RBC。将上清液转入比色杯，在540nm测定吸光度。将溶血百分比表示为A540样品/经1％Triton X-100处理的RBC的A540(对照组，100％裂解)。结果显示，单独的PRx0729v6(图8A)或PRx0729v6/siRNA复合物(图8B)在pH 7.4下是非溶血性的，而在与内体相关的较低pH值和较高聚合物浓度下逐步变得更具溶血性。
实施例16：聚合物PRx0729v6的透射电子显微镜检查(TEM)分析(图9)
本实施例使用电子光谱法提供了聚合物PRx0729v6形成球形胶束样颗粒的证据。
将聚合物PRx0729v6在PBS中的0.5mg/mL溶液施用于碳涂敷的铜载网30分钟。将该网在Karnovsky溶液中固定，用二甲基胂酸盐缓冲液洗涤一次，然后用水洗涤8次。用乙酸双氧铀的6％溶液将该网染色15分钟，然后干燥至分析为止。用JEOL显微镜进行透射电子显微镜检查(TEM)。图9显示了聚合物PRx0729v6的典型电子显微照片，证实了具有与通过动态光散射法在溶液中测定的近似大小的球形颗粒。
实施例17.聚合物-siRNA复合物的细胞摄取和胞内分布的荧光显微镜检查(图10)
本实施例显示聚合物PRx0729v6可以介导比基于脂质的转染试剂更有效的荧光标记siRNA的细胞摄取和内体释放。
将HeLa细胞在Lab-Tek II分室盖玻片上铺板。过夜孵育后，用100nM FAM-siRNA/lipofectamine 2000或100nM FAM-siRNA以聚合物-siRNA 4∶1的电荷比转染细胞。复合物在PBS pH 7.4中以5X浓度形成30分钟，将其加入到细胞中达最终1X浓度，孵育过夜。用DAPI染色细胞(用于使核显影)10分钟，然后在3.7％甲醛-1X PBS中固定5分钟，用PBS洗涤。用Zeiss Axiovert荧光显微镜使样品成像。图10B显示与lipofectamine(图10A)相比而言聚合物-siRNA的细胞摄取和胞内分布的荧光显微镜检查。lipofectamine-siRNA复合物的颗粒染色启示了内体定位，而聚合物-siRNA复合物的弥散性胞质染色显示它们已经从内体释放入胞质。
实施例18.小的疏水性分子被摄入聚合物PRx0729v6胶束装配体
本实施例显示小的疏水性分子被聚合物PRx0729v6的主要疏水性胶束芯摄入。
通过使用芘(C15H10，MW＝202)的荧光探针技术证实具有或不具有siRNA的聚合物胶束的形成，其中可以使用芘光谱的2个发射最大值之比确定芘在胶束芯中的分配。使用395nm的固定激发波长与恒定芘浓度6×10-7M测定300-360nm下聚合物胶束溶液中芘的荧光发射光谱。在有或没有100nM siRNA的情况下聚合物在0.001％至20％(w/w)之间变化。使用Varian荧光分光光度计获取光谱数据。全部荧光实验均在25℃进行。通过绘制作为聚合物浓度函数的强度比I336/I333的图确定临界胶束浓度(CMC)。
类似地，如下将模型小分子药物双嘧达莫(2-{[9-(双(2-羟乙基)氨基)-2，7-双(1-哌啶基)-3，5，8，10-四氮杂双环[4.4.0]癸-2，4，7，9，11-戊烯-4-基]-(2-羟乙基)氨基}乙醇；C24H40N8O4，MW＝505)掺入PRx0729v6的胶束芯。将聚合物(1.0mg)和双嘧达莫(DIP)(0.2mg)溶于THF(0.5mL)。滴加去离子水(10mL)，将该溶液在50℃搅拌6h以将药物掺入胶束的疏水性芯，分开该溶液(2.5mL)，在25和37℃通过UV-vis光谱法在415nm测定双嘧达莫的吸光度。还通过测定在没有共聚物存在下去离子水中的双嘧达莫吸光度的时间依赖性减小进行对照品测量。对每一时间点测定25和37℃的吸光度，从在该溶液中观察到的值中扣除该值。
实施例19.pH对聚合物结构的影响(图11)
本实施例显示聚合物PRx0729v6.2的胶束结构在pH从7.4降至4.7时解离。
通过在pH 7.4以及低至pH4.7的一系列酸性pH值下在PBS中以从0.5mg/mL到0.004mg/mL的5-倍连续稀释度进行动态光散射法测定聚合物PRx0729v6.2的粒度。图11A显示在pH 7.4，聚合物在低至4μg/ml的稀释下稳定，而在4μg/ml开始解离成产生聚集物的形式。图11B显示，在增加的酸性pH值(低至pH 4.7)时，聚合物从胶束结构中的解离得到促进，即以较高聚合物浓度发生，产生增加水平的1-8nm大小的聚合物单体。
实施例20：靶向配体和多核苷酸与共聚物缀合的方法
下列实施例显示靶向配体(例如半乳糖)或多核苷酸治疗剂(例如siRNA)与二嵌段共聚物的缀合方法。(1)使用可逆添加分段链转移(RAFT)制备聚合物(Chiefari等人Macromolecules.1998；31(16)：5559-5562)，以便使用具有半乳糖作为R-基团取代基的链转移剂形成半乳糖端-官能化的二嵌段共聚物。(2)将二嵌段共聚物的第一嵌段制备成包含甲基丙烯酸-N-羟基琥珀酰亚胺(MAA(NHS))的共聚物，其中半乳糖-PEG-胺与NHS基团缀合，或其中氨基-二硫化siRNA与NHS缀合，或其中吡啶基二硫化胺与NHS基团反应，形成吡啶基二硫化物，其随后与硫氢基化RNA反应，形成聚合物-RNA缀合物。
实施例20.1：半乳糖-PEG-胺和半乳糖-CTA的制备
反应路线1示例半乳糖-PEG-胺(化合物3)和半乳糖-CTA(链转移剂)(化合物4)的合成反应路线。
化合物1：将半乳糖五乙酸酯(10g、25.6mmol)和2-[2-(2-氯乙氧基)乙氧基]乙醇(5.6mL、38.4mmol)溶于无水CH2Cl2(64mL)，将该反应混合物在RT搅拌1小时。在1小时内在冰浴中将BF3.OEt2(9.5ml、76.8mmol)滴加到上述混合物中。将该反应混合物在室温(RT)搅拌48小时。反应后，加入30mL CH2Cl2以稀释该反应体系。用饱和NaHCO3(水溶液)中和有机层，用盐水洗涤，然后用MgSO4干燥。减压除去CH2Cl2，得到粗产物。通过闪蒸柱色谱法纯化粗产物，得到终产物1，为淡黄色油状物。收率：55％TLC(I2和对-茴香醛)：EA/Hex：1/1(Rf：β＝0.33；α＝0.32；未反应的S.M 0.30)。
化合物2：将化合物1(1.46g、2.9mmol)溶于无水DMF(35mL)，在RT将NaN3(1.5g、23.2mmol)加入到该混合物中。将该反应混合物加热至85-90℃过夜。反应后，将EA(15mL)加入到该溶液中，水(50mL)用于洗涤有机层5次。用MgSO4干燥有机层，通过闪蒸柱色谱法纯化，得到化合物2，为无色油状物。收率：80％、TLC(I2和对-茴香醛)：EA/Hex：1/1(Rf：0.33)。
化合物3：将化合物2(1.034g、2.05mmol)溶于MeOH(24mL)，用N2发泡10分钟，然后将Pd/C(10％)(90mg)和TFA(80uL)加入到上述溶液中。用H2使该反应混合物再发泡30分钟，然后在RT下、在H2气氛中将该反应体系再搅拌3小时。用C盐除去Pd/C，蒸发MeOH，得到化合物3，为粘稠凝胶。化合物3可以不经进一步纯化使用。收率：95％.TLC(对-茴香醛)：MeOH/CH2Cl2：1/4(Rf：0.05)。
化合物4：在0℃下将ECT(0.5g、1.9mmol)、NHS(0.33g、2.85mmol)和DCC(0.45g、2.19mmol)溶于CHCl3(15mL)。将该反应混合物在RT连续搅拌过夜。在0℃向上述反应体系中缓慢加入在CHCl3(10mL)中的化合物3(1.13g、1.9mmol)和TEA(0.28mL、2.00mmol)。将该反应混合物在RT连续搅拌过夜。减压除去CH3Cl，通过闪蒸柱色谱法纯化粗产物，得到化合物4，为黄色凝胶。收率(35％)。TLC：MeOH/CH2Cl2：1/9(Rf：0.75)。
反应路线1.半乳糖-PEG-胺(化合物3)和半乳糖-CTA(化合物4)的合成
实施例20.2：[DMAEMA]-[BMA-PAA-DMAEMA]的合成
A.DMAEMA macroCTA的合成
聚合：在20mL玻璃小瓶(带有隔离帽)中加入33.5mg ECT(RAFTCTA)、2.1mg AIBN(从甲醇中重结晶2次)、3.0g DMAEMA(Aldrich、98％，使用前过小的氧化铝柱，以除去抑制剂)和3.0g DMF(高纯度，不含抑制剂)。用隔离帽封闭玻璃小瓶，用干燥氮气净化(在搅拌下在冰浴中进行)30分钟。在70℃将反应小瓶放入预加热的反应块。将该反应混合物搅拌2小时40分钟。打开隔离帽，在冰浴中将小瓶内的混合物搅拌2-3分钟以终止聚合反应。
纯化：将3mL丙酮加入到反应混合物中。在300mL烧杯中加入240mL己烷和60mL乙醚(80/20(v/v))，在搅拌下将该反应混合物滴加到烧杯中。最初产生油状物，通过旋降混浊溶液收集；收率＝1.35g(45％)。从丙酮溶液中进行几次己烷/乙醚(80/20(v/v))混合溶剂中的沉淀(例如6次)。最终在RT真空干燥聚合物8小时；收率～1g。
概述：(Mn，理论＝11,000g/mol，45％转化率)
Figure BDA0000039808880001121
DMF＝3.0g；N2净化：30分钟；在70℃进行聚合2小时45分钟。
B.由DMAEMA macroCTA合成[BMA-PAA-DMAEMA]
除非另有指定，否则全部化学品和试剂购自Sigma-AldrichCompany。使甲基丙烯酸丁酯(BMA)(99％)、甲基丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯(DMAEMA)(98％)通过碱性氧化铝柱(150目)，以除去聚合抑制剂。采购不含抑制剂的2-丙基丙烯酸(PAA)(＞99％)并且原样使用。使偶氮(双异丁腈(AIBN)(99％)从甲醇中重结晶，真空干燥。合成DMAEMA macroCTA，如上所述纯化(Mn～10000；PDI-1.3；＞98％)。N，N-二甲基甲酰胺(DMF)(99.99％)(购自EMD)为试剂级并且原样使用。己烷、戊烷和乙醚购自EMD并且原样用于聚合物纯化。
聚合：在密封小瓶中、在氮气气氛中加入BMA(2.1g、14.7mmoles)、PAA(0.8389g、7.5mmoles)、DMAEMA(1.156g、7.35mmoles)、MacroCTA(0.8g、0.0816mmoles)、AIBN(1.34mg、0.00816mmoles；CTA∶AIBN 10∶1)和DMF(5.34ml)。使用的CTA：单体比为1∶360(推定50％转化率)。单体浓度为3M。然后通过使氮气进入该混合物发泡30分钟给该混合物脱气，然后放入加热块(温度计：67℃；显示：70-71；搅拌速度300-400rpm)。将该反应体系静置6小时，然后通过将小瓶放入冰和使该混合物接触空气而使反应停止。
纯化：将聚合物纯化从丙酮/DMF 1∶1到己烷/乙醚75/25进行(3次)。将得到的聚合物真空干燥至少18小时。NMR光谱显示高纯度聚合物。未观察到乙烯基。将该聚合物从乙醇对双去离子水透析4天，然后冻干。通过凝胶渗透色谱法(GPC)、使用如下条件分析该聚合物：溶剂：DMF/LiBr 1％.流速：0.75ml/分钟。注射体积：100ul。
柱温：60℃。聚(苯乙烯)用于校准检测器。得到的聚合物的GPC分析：Mn＝40889g/mol.PDI＝I.43.dn/dc＝0.049967。
实施例20.3.gal-[DMAEMA]-[BMA-PAA-DMAEMA]的合成
如实施例20.2所述进行合成。首先，制备半乳糖-DMAEMAmacroCTA(实施例20.2.A.)，只是使用半乳糖-CTA(实施例20.1、化合物4)替代ECT作为链转移剂。这导致合成具有末端官能化半乳糖的聚DMAEMA(图13)。半乳糖-[DMAEMA]-macro-CTA然后如实施例20.2.B所述用于合成第二嵌段[BMA-PAA-DMAEMA]。合成后，通过在pH 8.5的100mM碳酸氢钠缓冲液中孵育2小时除去半乳糖上的乙酰基保护基，然后透析，冻干。NMR光谱法用于证实聚合物上脱保护的半乳糖的存在情况。
实施例20.4.[PEGMA-MAA(NHS)]-[B-P-D]和DMAEMA-MMA(NHS)-[B-P-D]二嵌段共聚物的制备和表征
如实施例20.2所述(和图14中概述的)、使用单体进料比进行聚合物合成，得到期望的第一嵌段共聚物组成。图15概述了[PEGMA-MAA(NHS)]-[B-P-D]聚合物的合成和表征，其中第一嵌段中单体的共聚物比为70∶30。
实施例20.5.半乳糖-PEG-胺与PEGMA-MAA(NHS)缀合产生 [PEGMA-MAA(Gal)]-[B-P-D]聚合物
图16示例半乳糖官能化的DMAEMA-MAA(NHS)或PEGMA-MAA(NHS)二嵌段共聚物的制备。将聚合物[DMAEMA-MAA(NHS)]-[B-P-D]或[PEGMA-MAA(NHS)]-[B-P-D]以1-20mg/mL的浓度溶于DMF。用1-2当量的三乙胺中和如实施例20.1(化合物3)所述制备的半乳糖-PEG-胺，以5∶1的胺：聚合物之比加入到该反应混合物中。反应在35℃进行6-12小时，然后添加等体积的丙酮，对去离子水透析，进行1天，冻干。
实施例20.6.siRNA与PEGMA-MAA(NHS)]-[B-P-D]缀合产生 [PEGMA-MAA(RNA)]-[B-P-D]聚合物
图17A和B显示2种修饰的siRNAs的结构，其可以与如实施例20.4所述制备的包含NHS的聚合物缀合。siRNAs获自Agilent(Boulder、CO)。图17C显示用于衍生包含NHS的聚合物，得到二硫基反应基团用于缀合硫氢基化RNA的吡啶基二硫化胺的结构(图17B)。
包含NHS的聚合物与氨基-二硫化物-siRNA的反应。该反应在由有机溶剂(例如DMF或DMSO或混合溶剂DMSO/缓冲液pH 7.8.)组成的标准条件下，在35℃进行4-8小时，然后添加等体积的丙酮，对去离子水透析1天，冻干。
包含NHS的聚合物与吡啶基-二硫化物-胺的反应和与硫氢基化siRNA的反应。吡啶基二硫化胺与包含NHS的聚合物的反应如实施例20.5进行。然后将冻干的聚合物以50mg/mL溶于乙醇，用pH 8的碳酸氢钠缓冲液稀释10-倍。在35℃将硫氢基化siRNA(图17B)以2-5摩尔过量在聚合物NHS基团上反应4-8小时，然后对pH 7.4磷酸盐缓冲液透析。
实施例20.7.治疗性肽与吡啶基二硫化物修饰的聚合物的缀合
还可将实施例20.6中描述的吡啶基二硫化物修饰的聚合物PEGMA-MAA(NHS)]-[B-P-D]用于与治疗性肽缀合(图17D)。合成所述肽，制备其用于缀合，并且如下所述进行缀合反应，以产生[PEGMA-MAA(肽)]-[B-P-D]聚合物。
将与肽转导结构域肽转运子(transportin)(也称为触角足肽，Antennapedia peptide，Antp)序列的融合用于合成含有羧基末端半胱氨酸残基的Bak-BH3肽(Antp-BH3)(NH2-RQIKIWFQNRRMKWKKMGQVGRQLAIIGDDINRRYDSC-COOH)的细胞内化形式。为了确保用于缀合的游离硫氢基，在水中重建肽，并且用固定在琼脂糖凝胶内的二硫化物还原剂TCEP处理1小时。然后将还原的肽(400μM)与吡啶二硫基末端官能化的聚合物在含有5mM乙二胺四乙酸(EDTA)的磷酸盐缓冲液(pH 7)中反应24小时。
吡啶基二硫化物聚合物末端基团与肽半胱氨酸的反应产生2-吡啶基硫酮，其可通过分光光度计测量来鉴定缀合效率。为了进一步证实二硫化物交换，将缀合物在SDS-PAGE 16.5％三(羟甲基)甲基甘氨酸凝胶上进行电泳。平行用固定的TCEP处理缀合反应的等分部分，然后上SDS-PAGE，以验证在还原环境中肽从聚合物中的释放。
缀合反应以聚合物/肽化学计量比为1、2和5进行。343nm下对2-吡啶基硫酮释放的UV分光光度吸光度测量值指示了缀合效率。SDSPAGE凝胶用于进一步表征肽-聚合物缀合物。在聚合物/肽摩尔比为1时，有可检测量的肽通过末端半胱氨酸经二硫桥接形成二聚体。然而，形成吡啶基二硫化物的硫醇反应，在聚合物/肽比率等于或大于2时不再看到游离肽条带。通过用还原剂TCEP处理缀合物，有可能切割聚合物-肽二硫键，如由此类样品中肽条带的出现所表明的。

Claims (77)

1.包含多个膜去稳定化嵌段共聚物的胶束装配体，所述胶束装配体包含芯和壳，其中所述芯包含膜去稳定化嵌段共聚物的多个芯嵌段，其中所述壳包含膜去稳定化嵌段共聚物的多个壳嵌段，其中芯嵌段是pH依赖性膜去稳定化疏水物，其包含在约中性pH下为阴离子性的第一可带电荷种类，芯嵌段是共聚物嵌段，并且其中壳嵌段在约中性pH下是亲水性的。
2.包含多个膜去稳定化嵌段共聚物的胶束装配体，所述胶束装配体包含芯和壳，其中芯包含膜去稳定化嵌段共聚物的多个芯嵌段，其中壳包含膜去稳定化嵌段共聚物的多个壳嵌段，其中芯嵌段是pH依赖性膜去稳定化疏水物，其包含在约中性pH下为阴离子性的第一可带电荷种类，该第一可带电荷种类被疏水性隔离，并且其中壳嵌段在约中性pH下是亲水性的。
3.包含多个膜去稳定化嵌段共聚物的胶束装配体，所述胶束装配体包含芯和壳，其中芯包含膜去稳定化嵌段共聚物的多个芯嵌段，其中壳包含膜去稳定化嵌段共聚物的多个壳嵌段，其中芯嵌段是pH依赖性膜去稳定化疏水物，其包含在约中性pH下为阴离子性的第一可带电荷种类和在约中性pH下为阳离子性的第二可带电荷种类，并且其中壳嵌段在约中性pH下是亲水性的。
4.包含多个膜去稳定化嵌段共聚物的胶束装配体，所述胶束装配体包含芯和壳，其中芯包含膜去稳定化嵌段共聚物的多个芯嵌段，其中壳包含膜去稳定化嵌段共聚物的多个壳嵌段，其中芯嵌段是pH依赖性膜去稳定化疏水物，其包含在约中性pH下为阴离子性的第一可带电荷种类，并且其中壳嵌段在约中性pH下是不依赖于温度的亲水物。
5.权利要求1至4中任一项的胶束装配体，其中所述膜去稳定化嵌段共聚物在约6.5或更低，约5.0至约6.5，或约6.2或更低的pH下是膜去稳定化的。
6.权利要求1至5中任一项的胶束装配体，其中所述膜去稳定化嵌段共聚物是二嵌段共聚物。
7.权利要求1至6中任一项的胶束装配体，其中所述所述膜去稳定化嵌段共聚物具有小于2.0、或小于1.8、或小于1.6、或小于1.5、或小于1.4、或小于1.3、或小于1.2的多分散性指数。
8.权利要求1至7中任一项的胶束装配体，其中所述膜去稳定化嵌段共聚物包含第三嵌段。
9.权利要求1至8中任一项的胶束装配体，其中所述壳包含聚乙二醇基团。
10.权利要求1至5中任一项的胶束装配体，其中所述膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段是或包含聚乙二醇。
11.权利要求10的胶束装配体，其中所述壳嵌段包含多个壳单体单元，并且其中所述多个壳单体单元中的一个或更多个被PEG基团取代或官能化。
12.权利要求1至11中任一项的胶束装配体，其中在约6.2至7.5的pH范围内所述胶束装配体的形式是胶束、假胶束或胶束样结构。
13.权利要求12的胶束装配体，其中在约6.2至7.5的pH范围内所述胶束装配体的形式是胶束。
14.权利要求1至13中任一项的胶束装配体，其中一个或更多个膜去稳定化嵌段共聚物的至少一个嵌段是梯度嵌段。
15.权利要求1至14中任一项的胶束装配体，其中所述胶束装配体包含至少一种研究试剂。
16.权利要求1至14中任一项的胶束装配体，其中所述胶束装配体包含至少一种诊断剂。
17.权利要求1至14中任一项的胶束装配体，其中所述胶束装配体包含至少一种治疗剂。
18.权利要求17的胶束装配体，其中所述治疗剂位于胶束装配体的壳内。
19.权利要求18的胶束装配体，其中所述治疗剂通过共价键、非共价相互作用或其组合而连接至胶束装配体中的至少一个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段。
20.权利要求19的胶束装配体，其中在胶束装配体的芯部分内有另外的治疗剂。
21.权利要求17的胶束装配体，其中各胶束装配体包含平均1至5个、5至250、5至1000个、250至1000个、至少2个、至少5个、至少10个、至少20个或至少50个治疗剂。
22.权利要求17的胶束装配体，其中所述治疗剂包含至少一个核苷酸、至少一个碳水化合物或至少一个氨基酸。
23.权利要求17的胶束装配体，其中所述治疗剂是多核苷酸、寡核苷酸、基因表达调节剂、敲低剂、siRNA、RNAi试剂、切丁酶底物、miRNA、shRNA、反义寡核苷酸或适体。
24.权利要求17的胶束装配体，其中所述治疗剂是蛋白质、肽、酶、抗体或抗体片段。
25.权利要求17的胶束装配体，其中所述治疗剂是具有大于约500道尔顿的分子量的碳水化合物或小分子。
26.权利要求1至14中任一项的胶束装配体，其中所述多个膜去稳定化嵌段共聚物中的一个或更多个连接至治疗剂。
27.权利要求1至14中任一项的胶束装配体，其中所述多个膜去稳定化嵌段共聚物中的一个或更多个连接至第一治疗剂，并且其中所述多个膜去稳定化嵌段共聚物中的一个或更多个被连接至第二治疗剂。
28.权利要求1至14中任一项的胶束装配体，其中所述多个膜去稳定化嵌段共聚物中的一个或更多个被连接至第一治疗剂，并且其中一个或更多个另外的聚合物连接至第二治疗剂。
29.权利要求1至14中任一项的胶束装配体，其中一个或多个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段包含至少一个核苷酸、至少一个碳水化合物或至少一个氨基酸。
30.权利要求29的胶束装配体，其中所述至少一个核苷酸是至少一个核糖核苷酸。
31.权利要求30的胶束装配体，其中所述至少一个核苷酸是基因表达调节剂、敲低剂、siRNA、RNAi试剂、切丁酶底物、miRNA、shRNA、反义寡核苷酸或适体。
32.权利要求31的胶束装配体，其中所述敲低剂是siRNA、反义寡核苷酸、miRNA或shRNA。
33.权利要求1至32中任一项的的胶束装配体，其中所述胶束装配体包含至少一个靶向部分。
34.权利要求1至32中任一项的胶束装配体，其中一个或多个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段是
(a)带电荷的或可带电荷的；或
(b)不带电荷的。
35.权利要求34的胶束装配体，其中一个或多个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段是
(a)在约中性pH下为聚阳离子性的；
(b)在约中性pH下为聚阴离子性的；
(c)在约中性pH下不带电荷的；或
(d)在约中性pH下是两性离子性的。
36.权利要求35的胶束装配体，其中所述壳嵌段包含可带阳离子电荷的和非阳离子性的单体单元。
37.权利要求1至36中任一项的胶束装配体，其中一个或多个膜去稳定化嵌段共聚物的壳嵌段是均聚物嵌段。
38.权利要求37的胶束装配体，其中所述壳嵌段包含N，N-二(C1-C6)烷基-氨基(C1-C6)烷基-乙基丙烯酸酯单体单元、N，N-二(C1-C6)烷基-氨基(C1-C6)烷基-甲基丙烯酸酯单体单元、N，N-二(C1-C6)烷基-氨基(C1-C6)烷基-丙烯酸酯单体单元或其组合。
39.权利要求1至38中任一项的胶束装配体，其中所述芯包含至少一个第一可带电荷种类和至少一个第二可带电荷种类，其中所述第一可带电荷种类可带电荷或带电荷成为阴离子性种类，其中所述第二可带电荷种类可带电荷或带电荷成为阳离子性种类，并且其中存在于芯中的第一可带电荷种类对第二可带电荷种类的比率为约1∶4至约4∶1。
40.权利要求1至39的胶束装配体，其中所述芯中带正电荷的基团对带负电荷的基团的比率在约中性pH下为约1∶4至约4∶1。
41.权利要求40的胶束装配体，其中所述芯中带正电荷的基团对带负电荷的基团的比率在约中性pH下为约1∶2至约2∶1。
42.权利要求41的胶束装配体，其中所述芯中带正电荷的基团对带负电荷的基团的比率在约中性pH下为约1∶1.1至约1.1∶1。
43.权利要求42的胶束装配体，其中第一可带电荷种类存在于第一单体单元上，并且第二可带电荷种类存在于第二单体单元上。
44.权利要求43的胶束装配体，其中存在于芯中的第一单体单元的数目对第二单体单元的数目的比率为约1∶4至约4∶1。
45.权利要求1至44中任一项的胶束装配体，其中所述芯嵌段包含至少一个第一可带电荷的单体单元和至少一个第二可带电荷的单体单元。
46.权利要求45的胶束装配体，其中第一可带电荷的单体单元是布郎斯台德酸。
47.权利要求45的胶束装配体，其中至少80％的第一可带电荷的单体单元在约7.4的pH下通过失去H+而带电荷成为阴离子性种类。
48.权利要求45的胶束装配体，其中低于50％的第一可带电荷的单体单元在约6的pH下带电荷成为阴离子性种类。
49.权利要求45的胶束装配体，其中第一可带电荷的单体单元是(C2-C8)烷基丙烯酸。
50.权利要求45的胶束装配体，其中第二可带电荷的单体单元是布朗斯台德碱。
51.权利要求45的胶束装配体，其中至少40％的第二可带电荷的单体单元在约7.4的pH下通过获得H+而带电荷成为阳离子性种类。
52.权利要求51的胶束装配体，其中第二可带电荷的单体单元是N，N-二(C1-C6)烷基-氨基(C1-C6)烷基-乙基丙烯酸酯、N，N-二(C1-C6)烷基-氨基(C1-C6)烷基-甲基丙烯酸酯或N，N-二(C1-C6)烷基-氨基(C1-C6)烷基-丙烯酸酯。
53.权利要求45的胶束装配体，其中所述芯嵌段还包含至少一个不可带电荷的单体单元。
54.权利要求53的胶束装配体，其中所述不可带电荷的单体单元是(C2-C8)烷基-乙基丙烯酸酯、(C2-C8)烷基-甲基丙烯酸酯或(C2-C8)烷基-丙烯酸酯。
55.权利要求1至54中任一项的胶束装配体，其中所述胶束装配体具有约10nm至约200nm的平均流体动力学直径。
56.权利要求65的胶束装配体，其中所述胶束装配体具有约20nm至约100nm的平均有效直径。
57.权利要求56的胶束装配体，其中所述胶束装配体具有约30nm至约80nm的平均有效直径。
58.权利要求1至57中任一项的胶束装配体，其中所述胶束装配体是自我装配的。
59.权利要求1至58中任一项的胶束装配体，其中所述胶束装配体在约6.5至约7.5范围内的pH下于含水介质中自我装配。
60.权利要求1至59中任一项的胶束装配体，其中所述胶束装配体在约5.0至约7.4范围内的pH下在含水介质中是膜去稳定性的。
61.权利要求1至60中任一项的胶束装配体，其中所述胶束装配体在约pH 5下比在约pH 7下包含更多的净阳离子电荷。
62.权利要求1至61中任一项的胶束装配体，其中所述胶束装配体的电荷的绝对值在约pH 5下比在约pH 7下更大。
63.权利要求1至62中任一项的胶束装配体，其中所述芯嵌段的数均分子量对壳嵌段的数均分子量的比率为约1∶1至约5∶1。
64.权利要求63的胶束装配体，其中所述芯嵌段的数均分子量对壳嵌段的数均分子量的比率为约2∶1。
65.权利要求1至64中任一项的胶束装配体，其中所述芯嵌段具有约10,000道尔顿至约100,000道尔顿的数均分子量(Mn)。
66.权利要求1至65中任一项的胶束装配体，其中所述壳嵌段具有约5,000道尔顿至约20,000道尔顿的数均分子量(Mn)。
67.权利要求1至66中任一项的胶束装配体，其中所述胶束装配体在约7.4的pH下是稳定的。
68.权利要求66的胶束装配体，其中所述胶束装配体在约pH 5.8下明显不如在约pH 7.4下稳定。
69.权利要求1至68中任一项的胶束装配体，其中所述胶束装配体在约10μg/ml或更高的浓度下是稳定的。
70.权利要求1至69中任一项的胶束装配体，其中所述胶束装配体在约100μg/mL或更高的浓度下是稳定的。
71.权利要求1至70中任一项的胶束装配体，其中所述膜去稳定化嵌段共聚物包含5个以上、20个以上、50个以上或100个以上第一可带电荷种类，其中各第一可带电荷种类带电荷或可带电荷成为阴离子性种类。
72.权利要求1至71中任一项的胶束装配体，其中所述膜去稳定化嵌段共聚物包含5个以上、20个以上、50个以上或100个以上第二可带电荷种类，其中各第二可带电荷种类带电荷或可带电荷成为阳离子性种类。
73.权利要求1至72中任一项的胶束装配体，其中所述膜去稳定化嵌段共聚物的芯嵌段包含5个以上、20个以上、50个以上或100个以上带电荷或可带电荷成为阴离子性种类的可带电荷种类。
74.权利要求1至73中任一项的胶束装配体，其中所述壳嵌段的电荷状态在约中性pH下和在约内体pH下基本上是相同的。
75.包含多个嵌段共聚物的胶束装配体，所述嵌段共聚物包含：
(a)包含在正常生理pH下为亲水性的第一结构单元的第一嵌段；和
(b)第二嵌段，其包含：
(i)在正常生理pH下是阳离子性的并且可与第一结构单元相同或不同的第二结构单元；
(ii)在正常生理pH下为阴离子性的第三结构单元；
(iii)增强疏水性的部分，所述增强疏水性的部分共价地连接至第二嵌段的第二结构单元、第三结构单元、第四结构单元，或其组合。
76.权利要求75的胶束装配体，其中所述第二嵌段在总电荷上基本上是中性的。
77.包含式I的多个嵌段共聚物的胶束装配体：
Figure FDA0000039808870000081
A0、A1、A2、A3和A4选自-C-、-C-C-、-C(O)(C)aC(O)O-、-O(C)aC(O)-和-O(C)bO-；其中
a是1-4；
b是2-4；
Y4选自氢、(1C-10C)烷基、(3C-6C)环烷基、O-(1C-10C)烷基、-C(O)O(1C-10C)烷基、C(O)NR6(1C-10C)、(4C-10C)杂芳基和(6C-10C)芳基，它们中任意个任选被一个或多个氟基团取代；
Y0、Y1和Y2独立地选自共价键、(1C-10C)烷基-、-C(O)O(2C-10C)烷基-、-OC(O)(1C-10C)烷基-、-0(2C-10C)烷基-和-S(2C-10C)烷基-、-C(O)NR6(2C-10C)烷基-、-(4C-10C)杂芳基-和-(6C-10C)芳基-；
Y3选自共价键、-(1C-10C)烷基-、-(4C-10C)杂芳基-和-(6C-10C)芳基-；其中
用适当数量的氢原完成未完全被R1-R5和Y0-Y4取代的A1-A4四价碳原子；
R1、R2、R3、R4、R5和R6独立地选自氢、-CN、烷基、炔基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基，它们中任意个可以任选被一个或多个氟原子取代；
Q0是选自在生理pH下为亲水性的残基、可缀合的或可官能化的残基残基的残基；或氢
Q1是在生理pH下为亲水性的残基；
Q2是在生理pH下带正电荷的残基；
Q3是在生理pH下带负电荷、但在更低pH下质子化的残基；
m为约0至小于1.0(例如0至约0.49)；
n为大于0至约1.0(例如约0.51至约1.0)；其中
m+n＝1；
p为约0.1至约0.9；
q为约0.1至约0.9；其中：
r为0至约0.8；
其中p+q+r＝1；
v为约5至约25kDa；且
w为约5至约50kDa。
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