CN113811334A - 用于将核酸递送至肺部的分解性细胞穿透复合物 - Google Patents

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Abstract

本文尤其提供了用于将包含核酸的治疗剂、诊断剂和成像剂递送到细胞中的复合物、组合物和方法。所述复合物、组合物和方法可促进寡核苷酸和聚阴离子货物在体外和体内复合、保护、递送和释放到肺细胞和肺组织中。

Description

用于将核酸递送至肺部的分解性细胞穿透复合物
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年2月1日提交的美国临时申请第62/800,406号的权益，所述美国临时申请通过引用以其整体并且出于所有目的并入本文。
就联邦资助的研究和开发中的发明权利的声明
根据能源部授予的合同DE-SC0018168、国家科学基金会授予的合同CHE-1607092以及美国国立卫生研究院授予的合同CA031841和CA031845，本发明是在政府支持下完成的。政府享有本发明中的某些权利。
背景技术
根据广泛的临床、诊断和/或研究应用的需求，需要新的材料和策略来实现或增强治疗剂、诊断探针和/或研究工具跨细胞质膜和其它生物屏障的递送。此类货物(例如，核酸)的递送在用于传染病、癌症免疫疗法、蛋白质疗法和基因编辑的疫苗接种策略方面具有相当大的临床潜力。本文提供了对本领域中的这些和其它问题的解决方案。
发明内容
在第一方面，提供了一种细胞穿透复合物，其包含与阳离子两亲性聚合物非共价结合的核酸，所述阳离子两亲性聚合物包含pH敏感性分解结构域和亲脂性聚合物结构域，其中所述阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000011
在式(XII)和(XIII)中，
Figure BDA0003263306310000012
为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
Figure BDA0003263306310000013
为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
L1和L2独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基或经取代或未经取代的亚杂芳基。
LP1和LP2独立地为亲脂性聚合物结构域。
X1为键、-C(R5)(R6)-、-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-、-O-C(R5)(R6)-或-O-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-。
X2为-O-或-S-。
R1、R2、R5、R6、R7和R8独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
L4为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基或经取代或未经取代的亚杂烷基。
R40、R41和R42独立地为氢、经取代或未经取代的烷基或经取代或未经取代的杂烷基。
Z为-S-、-S+R13-、-NR13-或-N+(R13)(H)-。
R13为氢、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、＝O、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO2NH2、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
n1为0到50的整数。
z1和z3独立地为0到100的整数，其中z1或z3中的至少一个不为0。
z4为1到100的整数。
z2为2到100的整数；并且z5为1到10的整数。
在另一方面，提供了一种细胞穿透复合物，其包含与阳离子两亲性聚合物非共价结合的核酸，所述阳离子两亲性聚合物包含pH敏感性分解结构域和亲脂性聚合物结构域，其中所述阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000021
Figure BDA0003263306310000031
在式(XIV)和(XV)中，
Figure BDA0003263306310000032
为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
Figure BDA0003263306310000033
为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
L1和L2独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基或经取代或未经取代的亚杂芳基。
LP1和LP2独立地为亲脂性聚合物结构域。
X1为键、-C(R5)(R6)-、-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-、-O-C(R5)(R6)-或-O-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-。
X2为-O-或-S-。
R1、R2、R5、R6、R7和R8独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
L4为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基或经取代或未经取代的亚杂烷基。
R40和R41独立地为氢、经取代或未经取代的烷基或经取代或未经取代的杂烷基。
Z为-S-、-S+R13-、-NR13-或-N+(R13)(H)-。
R13为氢、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、＝O、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO2NH2、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
n1为0到50的整数。
z1和z3独立地为0到100的整数，其中z1或z3中的至少一个不为0。
z4为1到100的整数。
z2为2到100的整数；并且z5为1到10的整数。
在一方面，提供了一种复合物，其包含与阳离子两亲性聚合物非共价结合的核酸，其中所述阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000041
其中
Figure BDA0003263306310000042
独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
Figure BDA0003263306310000043
独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、独立地为-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、独立地为-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L1和L2独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基或经取代或未经取代的亚杂芳基；
LP1和LP2独立地为亲脂性聚合物结构域；
X1为键、-C(R5)(R6)-、-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-、-O-C(R5)(R6)-或-O-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)；
X2为-O-或-S-；
R1、R2、R5、R6、R7和R8独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L4独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基或经取代或未经取代的亚杂烷基；
R40、R41和R42独立地为氢、经取代或未经取代的烷基或经取代或未经取代的杂烷基；
Z为-S-、-S+R13-、-NR13-或-N+(R13)(H)；
R13为氢、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、＝O、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO2NH2、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
n1为0到50的整数；
z1和z3独立地为0到100的整数，其中z1或z3中的至少一个不为0；
z2为2到100的整数；
z4为1到100的整数；并且
z5为1到10的整数。
在一方面，提供了一种细胞穿透复合物，其包含与阳离子两亲性聚合物非共价结合的核酸，其中所述阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000051
其中
Figure BDA0003263306310000052
独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
Figure BDA0003263306310000053
独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、独立地为-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、独立地为-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L1和L2独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基或经取代或未经取代的亚杂芳基；
LP1和LP2独立地为亲脂性聚合物结构域；
X1为键、-C(R5)(R6)-、-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-、-O-C(R5)(R6)-或
-O-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-；
X2为-O-或-S-；
R1、R2、R5、R6、R7和R8独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L4独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基或经取代或未经取代的亚杂烷基；
R40、R41和R42独立地为氢、经取代或未经取代的烷基或经取代或未经取代的杂烷基；
Z为-S-、-S+R13-、-NR13-或-N+(R13)(H)；
R13为氢、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、＝O、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO2NH2、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
n1为0到50的整数；
z1和z3独立地为0到100的整数，其中z1或z3中的至少一个不为0；z2为2到100的整数；z4为1到100的整数；并且z5为1到10的整数。
在一方面，提供了一种细胞穿透复合物，其包含与第一阳离子两亲性聚合物和第二两亲性聚合物非共价结合的核酸，其中所述第一阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000061
其中
Figure BDA0003263306310000062
独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
Figure BDA0003263306310000071
独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、独立地为-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、独立地为-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L1和L2独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基或经取代或未经取代的亚杂芳基；
LP1和LP2独立地为亲脂性聚合物结构域；
X1为键、-C(R5)(R6)-、-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-、-O-C(R5)(R6)-或-O-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)；
X2为-O-或-S-；
R1、R2、R5、R6、R7和R8独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L4独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基或经取代或未经取代的亚杂烷基；
R40、R41和R42独立地为氢、经取代或未经取代的烷基或经取代或未经取代的杂烷基；
Z为-S-、-S+R13-、-NR13-或-N+(R13)(H)；
R13为氢、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、＝O、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO2NH2、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
n1为0到50的整数；
z1和z3独立地为0到100的整数，其中z1或z3中的至少一个不为0；
z2为2到100的整数；
z4为1到100的整数；
z5为1到10的整数；并且其中所述第一阳离子两亲性聚合物和所述第二两亲性聚合物不同。
在另一方面，提供了一种纳米颗粒组合物，其包含多种本文提供的细胞穿透复合物，包含其实施例。
在另一方面，提供了一种药物组合物，其包含本文提供的细胞穿透复合物，包含其实施例。
在另一方面，提供了一种将核酸转染到细胞中的方法。所述方法包含使细胞与本文提供的细胞穿透复合物接触，包含其实施例。
在另一方面，提供了一种将核酸递送至有需要的受试者的肺部的方法，所述方法包含向所述受试者施用本文提供的细胞穿透复合物，包含其实施例。
在另一方面，提供了一种在有需要的受试者中治疗肺病的方法。所述方法包含施用治疗有效量的本文提供的细胞穿透复合物，包含其实施例。
在另一方面，提供了一种将核酸递送至有需要的受试者的多个组织的方法。所述方法包含向所述受试者施用第一细胞穿透复合物和第二细胞穿透复合物，其中所述第一细胞穿透复合物是本文提供的细胞穿透复合物，包含其实施例，并且其中所述第一细胞穿透复合物和所述第二细胞穿透复合物在化学上是不同的。
在另一方面，提供了一种将核酸递送至有需要的受试者的多个组织的方法。所述方法包含向所述受试者施用第一两亲性聚合物和第二两亲性聚合物，其中所述第一两亲性聚合物是本文提供的两亲性聚合物，包含其实施例，并且其中所述第一两亲性聚合物和所述第二两亲性聚合物在化学上是不同的。
在一方面，提供了一种将核酸转染到网织红细胞中的方法，所述方法包含使细胞与本文所述的细胞穿透复合物(包含其实施例)接触。
在一方面，提供了一种将核酸转染到造血干细胞中的方法，所述方法包含使细胞与本文所述的细胞穿透复合物(包含其实施例)接触。
附图说明
图1A-1D示出了聚合物降解动力学。(图1A)将几种均聚物溶解在pH 6.5的缓冲液中并使用1H NMR监测降解产物。(图1B-1D)示出了几种均聚物的降解动力学。
图2A-2D示出了CART-Gly(甘氨酸)、CART-Lys(赖氨酸)和CART-Mix的mRNA-CART(阳离子电荷可变型可释放转运蛋白)NP(纳米颗粒)表征数据。(图2A)mRNA CART NP的DLS大小测量(图2B)使用嵌入荧光团(q-Bit)监测mRNA随时间推移的包封的mRNA释放测定。(图2C)当暴露于培养基时，使用DLS监测随时间推移的mRNA-CART-NP大小。(图2D)使用Zeta电位测量mRNA-CART-NP随时间推移的表面电荷。
图3A-3F示出了体外报告基因和毒性测定。体外递送测定：HeLa、DC 2.4和LLC(刘易斯肺细胞癌)的处理示出了CART之间的细胞系特异性转染效率；CART-Gly在HeLa和DC2.4细胞中显示出优异的转染；CART-lys在LLC中显示出优异的转染。体外毒性测定：MTT增殖测定在与以下物质一起孵育3天后进行：CART-Gly、CART-Lys、CART-mix、单独的CART-Gly、单独的CART-Lys和赖氨酸降解产物羟乙基赖氨酸；细胞存活力不受任何条件的影响
图4A-4B示出了体内阳离子混合物筛选。(图4A)静脉内(IV)施用5ug Flluc mRNA。在第8小时进行BLI。图4A左上角结构左边的变量n可以是13，并且图4A左上角结构右边的变量n可以是11。因此，结构可以是：
Figure BDA0003263306310000081
图5A-5B示出了用于表型分析的荧光CART。(图5A)两种荧光CART：BDK-CART-lys(用二氟硼-β-二酮酸酯荧光团功能化的赖氨酸CART)和BDK-CART-gly(用二氟硼-β-二酮酸酯荧光团功能化的甘氨酸CART；n＝13，m＝0，p＝11)。(图5B)转染后的脾和肺。
图6A-6B示出了病理研究。用10ug mRNA进行IV处理。在第8小时处死小鼠，然后收获器官，将其冷冻并切片。组织学检查结果：显微镜检查结果：检查心脏、肺、肝、脾、肾、大脑、小脑、眼睛、生殖道、唾液腺、胰腺、舌头、气管、甲状腺、食道、胃、小肠、大肠、白色脂肪组织、棕色脂肪组织、胸腺、淋巴结和毛发皮肤的切片。所有检查的组织在组织学上都在正常范围内。在H&E染色的载玻片中没有可通过光学显微镜分辨的明显变化。
图7示出了体内数据的概要。在向小鼠静脉注射PBS或5ug fLUC mRNA(其被配制在CART-Gly(DA)、CART-Lys(赖氨酸)或CART-Gly和CART-Lys的1:1混合物(MIX)中)后，整只小鼠(和选定器官)的代表性生物发光图像。处理后8小时进行成像。CART-Gly和CART-Lys在肺和脾中的转染功效的代表性(点图)和汇总数据(条形图)。向小鼠注射5ug对照mRNA，其被配制在BDK标记的CART-Gly或CART-Lys中。
图8.DA和赖氨酸CART的混合物可提供全身信号。静脉内注射用赖氨酸CART和DACART(在本文中也被称为甘氨酸CART)(混合的1:1DA赖氨酸)配制的fLuc mRNA后，fLuc表达的代表性图示。用1:1的DA:赖氨酸CART混合物配制的5ug fLuc mRNA对小鼠进行尾静脉注射。八小时后，向小鼠注射33μg荧光素，并对由于fLuc活性产生的生物发光信号进行成像。
图9.红细胞裂解前在血液中检测到生物发光，红细胞裂解后未检测到生物发光。这表明生物发光信号来自红细胞室。向小鼠静脉注射用单独的DA CART、单独的赖氨酸CART或1:1混合的赖氨酸和DA CART配制的5ug fLuc mRNA。两小时后，收集10ul血液并将其与荧光素混合以测量生物发光(未裂解的，黑条)。在所述第一次测量后，使用ACK缓冲液裂解红细胞并再次测量生物发光(裂解的，白条)。
图10.使用BDK标记的CART，在用DA和赖氨酸CART的混合物转染但未单独用任一CART转染的小鼠的红细胞群(Ter119+细胞)中检测到BDK信号。BDK(二氟硼-β-二酮酸酯荧光团)是一种可以与CART偶联的荧光团。向小鼠静脉注射用单独的BDK-DA CART、单独的BDK-赖氨酸CART或1:1混合的赖氨酸和BDK-DA CART配制的5ug fLuc mRNA。四十五分钟后，收集10ul血液并将其用抗Ter119抗体标记以鉴定红细胞群
图11.成熟的红细胞不能将mRNA翻译成蛋白质。因此，在血液中检测到的荧光素酶信号必须来自网织红细胞，所述网织红细胞是细胞核丢失但含有残留核糖体的年轻红细胞。核糖蛋白染色可鉴定血液中的网织红细胞(黑色箭头)。
图12.Retic-count BD(噻唑橙)是一种嵌入染料，其可对DNA和mRNA进行染色，并可在FITC通道中检测到。网织红细胞含有残留的核糖体和线粒体，所述核糖体和线粒体含有成熟红细胞中没有的RNA和DNA。使用这种染料，我们确认CD71可用于鉴定网织红细胞
图13.使用BDK标记的CART，用DA和赖氨酸CART的混合物配制5ugGFP mRNA。尾静脉注射后45分钟，给小鼠放血，并将全血用Ter119和CD71染色。约20％的网织红细胞(CD71+)呈BDK阳性。
图14.转染后1天在网织红细胞中检测到GFP表达。与成熟的红细胞相反，网织红细胞具有核糖体，并且能够将mRNA翻译成GFP蛋白。网织红细胞(CD71+)在3天后成熟为红细胞(CD71-)。因此，我们希望在注射后的前3天检测网织红细胞中的GFP表达。之后应该会在成熟的红细胞(CD71-)中找到GFP。注射后1天GFP阳性细胞是CD71+网织红细胞
图15.在转染后第4天，在成熟RBC中检测到的GFP表达。注射后第4天，GFP+网织红细胞已成熟为成熟的红细胞。现在GFP阳性细胞是CD71-。
图16.在转染后第14天，在成熟RBC中检测到GFP表达。成熟的红细胞是长寿细胞。我们能够在注射后2周检测到GFP表达。
图17A-17C示出了BDK+细胞跨细胞类型的分布。网织红细胞不是唯一被转染的细胞。使用BDK CART，向5只小鼠注射用赖氨酸和DACART的混合物配制的5ug mRNA。转染后一小时，从每只小鼠中收集血液、脾和肺，并从每个器官中制备单细胞悬浮液。在血液样品中使红细胞裂解。针对细胞群特异性标志物对细胞进行染色并通过流式细胞术进行分析。图示出了血液(图17A)、脾(图17B)和肺(图17C)中经鉴定的细胞群中BDK+细胞的百分比。
图18A-C.从3个供体中收获人血，并使用BDK标记的CART进行离体转染。用赖氨酸CART、DA CART或赖氨酸和DA CART的混合物转染血细胞。45分钟后，针对人红细胞标志物CD235a对细胞进行染色，并通过流式细胞术进行分析。图18A、18B和18C分别对应于供体1、2和3。
图19.在骨髓中转染红细胞祖细胞。在一只小鼠在尾静脉中注射了用DA和BDK标记的赖氨酸的混合物配制的fLuc mRNA。注射后45分钟处死小鼠并从股骨分离骨髓细胞。将细胞用抗CD34染色，所述抗CD34是造血干细胞的标志物。6％的造血干细胞呈BDK阳性
图20A-20B.鸟氨酸衍生的CART的合成：反向嵌段策略：在氮气气氛下，向鸟氨酸衍生的吗啉酮于甲苯中的溶液中加入苯甲醇引发剂和1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯于甲苯中的溶液。将该溶液冷却至-78℃。20分钟后，加入脂质官能化的单体于甲苯中的溶液。将溶液在-78℃下搅拌10分钟，然后温热至室温并再搅拌7分钟。加入乙酸于甲苯中的溶液。将溶液搅拌两分钟，然后浓缩至干。将粗残余物重新溶解在二氯甲烷中，然后用甲醇透析(再生纤维素管，MWCO 1kD)18小时。通过1H NMR分析来分析产物以确定聚合度。随后使用10％对甲苯磺酸/二氯甲烷将产物脱保护，以产生鸟氨酸衍生的CART，将所述鸟氨酸衍生的CART以二甲基亚砜中的2mM溶液形式储存。正向嵌段策略：在氮气气氛下，向十二烷基MTC于甲苯中的溶液中加入苯甲醇引发剂和1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯于甲苯中的溶液。在室温下搅拌该溶液。7分钟后，将十二烷基MTC、引发剂和催化剂的溶液加入鸟氨酸衍生的吗啉酮于甲苯中的溶液中。将溶液冷却至-78℃并搅拌15分钟，然后加入乙酸酐于甲苯中的溶液。使其温热至室温。将粗残余物重新溶解在二氯甲烷中，然后用甲醇透析(再生纤维素管，MWCO 1kD)18小时。通过1H NMR分析来分析产物以确定聚合度。随后使用10％对甲苯磺酸/二氯甲烷将产物脱保护，以产生鸟氨酸衍生的CART，将所述鸟氨酸衍生的CART以二甲基亚砜中的2mM溶液形式储存。对于变量m和n的值，参见图21B。
图21A-21D.鸟氨酸衍生的CART的样品库的体外测试。图21A：分离A型(反向嵌段)和B型(正向嵌段)的鸟氨酸CART。对于变量m和n的值，参见图21B。图21B：测试了四种CART，A型三种(条目1-3)和B型一种(条目4)。图21C：鸟氨酸衍生的CART相对于第一代D13:A11CART和赖氨酸衍生的D14：Lys8的体外测试。将HeLa细胞以15,000个细胞/孔平板接种在黑色壁96孔板中的含血清DMEM中。平板接种后18小时，将培养基更换为无血清DMEM。通过在PBS 5.5中稀释萤火虫荧光素酶编码性mRNA(储存在0.2mg/ml溶液中)并加入适量的CARTDMSO溶液(储存在2mM溶液中)以获得10:1(+/-)电荷比来配制CART。将溶液混合20秒，然后立即移液到细胞上。每个孔用总共50ng fLuc mRNA处理。处理后5.5小时，向每个孔中加入15μg D-荧光素。将细胞孵育5分钟，然后在IVIS 50上成像。D13：A11是第一代CART，并且D14:Lys8是赖氨酸衍生的CART。每个点是6个孔的平均值，并且误差表示为+/-标准偏差。以p/sec/cm2/sr为单位的辐射率。图22D：鸟氨酸衍生的CART的电荷比筛选。将HeLa细胞以15,000个细胞/孔平板接种在黑色壁96孔板中的含血清DMEM中。平板接种后18小时，将培养基更换为无血清DMEM。通过在PBS 5.5中稀释萤火虫荧光素酶编码性mRNA(储存在0.2mg/ml溶液中)并加入适量的Om7:D14 CART DMSO溶液(储存在2mM溶液中)以获得5:1、10:1、25:1或50:1(+/-)电荷比来配制CART。D13:A11以10:1(+/-)电荷比使用。每个孔用总共50ng fLucmRNA处理。处理后5.5小时，向每个孔中加入15μg D-荧光素。将细胞孵育5分钟，然后在IVIS50上成像。每个点是6个孔的平均值，并且误差表示为+/-标准偏差。以p/sec/cm2/sr为单位的辐射率。
图22.鸟氨酸衍生的CART的体内测试。在不使用转染剂(底部)或使用鸟氨酸衍生的CART Om7::D14(顶部)的情况下，将雌性BALB/c小鼠用5μg fLuc mRNA处理，按10∶1(+/-)电荷比配制。向小鼠静脉注射mRNA或mRNA/CART(尾静脉)。6小时后，向小鼠腹膜内注射D-荧光素并在Ami HT成像系统上进行成像。
具体实施方式
虽然在本文中示出和描述了本公开的各个实施例和方面，但是本领域的技术人员将清楚的是仅作为举例而提供了此类实施例和方面。所属领域的技术人员现将在不脱离本公开的情况下意识到大量变型、变化和取代。应理解，本文中描述的本公开的实施例的各种替代例可以用于实践本公开。
除非上下文另外指示，否则明确意图是可以以任何组合使用本文描述的本公开的各种特征。此外，本公开还设想，在一些实施例中，可以排除或省略本文阐述的任何特征或特征组合。为了说明，如果说明书指出复合物具有组分A、B和C，那么尤其期望A、B或C中的任一个或其组合可以单独地或以任何组合形式省略和否认。
必须注意，除非上下文另外明确指示，否则如在本文和所附权利要求书中所使用，单数形式“一个/一种(a/an)”和“所述(the)”包含复数指示物。因此，例如，对“癌细胞”的提及包含多个癌细胞。在其它实例中，对“核酸”或“核酸”的提及包含多个核酸分子，即核酸。
术语“约”意指包含指定值的值的范围，本领域普通技术人员会认为所述值合理地类似于指定值。在实施例中，约意指使用本领域通常可接受的测量结果在标准偏差内。在实施例中，约意指范围扩展到指定值的+/-10％。在实施例中，约意指定值。
同样如本文所使用的，“和/或”是指并且涵盖相关所列项中的一个或多个项的任何和所有可能的组合，以及当以替代形式(“或”)解释时组合的缺少。
如本文所使用的，术语“包括”旨在意味着组合物和方法包含所列举的要素，但不排除其它要素。如本文所使用的，过渡短语“基本上由……组成”(和语法变体)应被解释为涵盖所列举的材料或步骤“以及不会对所列举实施例的一个或多个基础特性和新颖特性造成实质影响的那些材料或步骤”。因此，如本文所使用的，术语“基本上由……组成”不应被解释为等同于“包括”。“由……组成”应当意味着排除多于痕量要素的其它成分和用于施用本文公开的组合物的大量方法步骤。由这些过渡术语中的每一个定义的方面都在本公开的范围内。
定义
本文所使用的缩写具有它们在化学领域和生物学领域内的常规含义。本文所阐述的化学结构和式是根据化学科学中已知的化学价的标准规则构建的。
当取代基由它们的常规化学式(从左到右书写)指定时，它们同等地涵盖从右到左书写结构时产生的化学上相同的取代基，例如，-CH2O-等价于-OCH2-。
如本文所使用的，术语“低聚物”和“聚合物”是指具有多个重复亚基(例如，聚合单体)的化合物。术语“共聚低聚物”或“共聚物”是指包含2个或更多个不同残基(单体单元或单体，在本文中可互换使用)的低聚物或聚合物。低聚物中单体的数量通常小于聚合物中单体的数量。因此，在一些实例中，低聚物可以具有1到约10个单体、1到约20个单体、1到约30个单体、1到约40个单体、1到约50个单体、1到约100个单体、1到约150个单体、1到约200个单体、1到约250个单体、1到约300个单体、1到约350个单体、1到约400个单体、1到约450个单体或1到约500个单体的长度。在一些实例中，低聚物可以具有少于约500个单体、少于约450个单体、少于约400个单体、少于约350个单体、少于约300个单体、少于约250个单体、少于约200个单体、少于约150个单体、少于约100个单体、少于约50个单体、少于约40个单体、少于约30个单体、少于约20个单体或少于约10个单体的长度。在聚合物的上下文中，聚合物中单体的数量通常大于低聚物中单体的数量。因此，在一些实例中，聚合物可以具有约500到约1000个单体、约500到约2000个单体、约500到约3000个单体、约500到约4000个单体、约500到约5000个单体、约500到约6000个单体、约500到约7000个单体、约500到约8000个单体、约500到约9000个单体、约500到约10000个单体或超过10000个单体的长度。
术语“可聚合单体”根据其在聚合物化学领域中的含义使用，并且是指可与其它单体分子(如相同或不同的其它可聚合单体)化学共价结合以形成聚合物的化合物。
术语“嵌段共聚物”根据其普通含义使用，并且是指通过共价键连接的聚合单体的两个或更多个部分(例如，嵌段)。在实施例中，嵌段共聚物为聚合物的重复模式。在实施例中，嵌段共聚物包含呈周期性(例如，重复模式)序列的两个或更多个单体。例如，二嵌段共聚物具有下式：-B-B-B-B-B-B-A-A-A-A-A-，其中“B”是第一个亚基，并且“A”是共价结合在一起的第二个亚基。因此，三嵌段共聚物是具有三个不同嵌段的共聚物，其中两个嵌段可以相同(例如，-A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-B-A-A-A-A-A-)或所有三个嵌段都不同(例如，-A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-B-C-C-C-C-C-)，其中“A”是第一个亚基，“B”是第二个亚基，并且“C”是第三个亚基，这些亚基共价结合在一起。
除非另外说明，否则术语“烷基”，其本身或作为另一个取代基的一部分，意指直链(即，无支链的)或支链碳链(或碳)或其组合，其可以是完全饱和的、单不饱和的或多不饱和的，并且可以包含单价、二价和多价基团。烷基可以包含指定数量的碳(例如，C1-C10意指一个碳到十个碳)。烷基是未环化的链。饱和烃基的实例包含但不限于如以下的基团：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、仲丁基、甲基、例如正戊基、正己基、正庚基、正辛基等的同源物和异构体。不饱和烷基为具有一个或多个双键或三键的烷基。不饱和烷基的实例包含但不限于乙烯基、2-丙烯基、巴豆基、2-异戊烯基、2-(丁二烯基)、2,4-戊二烯基、3-(1,4-戊二烯基)、乙炔基、1-和3-丙炔基、3-丁炔基以及更高的同源物和异构体。烷氧基是通过氧接头(-O-)连接到分子的其余部分的烷基。烷基部分可以是烯基部分。烷基部分可以是炔基部分。烷基部分可以是完全饱和的。烯基可以包含多于一个双键和/或除一个或多个双键外的一个或多个三键。炔基可以包含多于一个三键和/或除一个或多个三键外的一个或多个双键。
除非另外说明，否则术语“亚烷基”，其本身或作为另一个取代基的一部分，意指衍生自烷基的二价基团，如(但不限于)通过-CH2CH2CH2CH2-所例示的。通常，烷基(或亚烷基)将具有1到24个碳原子，其中具有10个或更少碳原子的那些基团在本文中是优选的。“低级烷基”或“低级亚烷基”是通常具有八个或更少碳原子的短链烷基或亚烷基。除非另外说明，否则术语“亚烯基”，其本身或作为另一个取代基的一部分，意指衍生自烯烃的二价基团。
除非另外说明，否则术语“杂烷基”，其本身或与另一术语组合，意指包含至少一个碳原子和至少一个杂原子(例如，O、N、P、Si和S)的稳定直链或支链或其组合，并且其中氮原子和硫原子可以任选地被氧化，并且氮杂原子可以任选地被季铵化。一个或多个杂原子(例如，N、S、Si或P)可以放置在杂烷基的任何内部位置处或位于烷基与分子的其余部分连接的位置处。杂烷基是未环化的链。实例包含但不限于：-CH2-CH2-O-CH3、-CH2-CH2-NH-CH3、-CH2-CH2-N(CH3)-CH3、-CH2-S-CH2-CH3、-S-CH2-CH2、-S(O)-CH3、-CH2-CH2-S(O)2-CH3、-CH＝CH-O-CH3、-Si(CH3)3、-CH2-CH＝N-OCH3、-CH＝CH-N(CH3)-CH3、-O-CH3、-O-CH2-CH3和-CN。至多两个或三个杂原子可以是连续的，例如-CH2-NH-OCH3和-CH2-O-Si(CH3)3。杂烷基部分可以包含一个杂原子(例如，O、N、S、Si或P)。杂烷基部分可以包含两个任选地不同的杂原子(例如，O、N、S、Si或P)。杂烷基部分可以包含三个任选地不同的杂原子(例如，O、N、S、Si或P)。杂烷基部分可以包含四个任选地不同的杂原子(例如，O、N、S、Si或P)。杂烷基部分可以包含五个任选地不同的杂原子(例如，O、N、S、Si或P)。杂烷基部分可以包含至多8个任选地不同的杂原子(例如，O、N、S、Si或P)。除非另外说明，否则术语“杂烯基”，其本身或与另一术语组合，意指包含至少一个双键的杂烷基。杂烯基可以任选地包含多于一个双键和/或除一个或多个双键外的一个或多个三键。除非另外说明，否则术语“杂炔基”，其本身或与另一术语组合，意指包含至少一个三键的杂烷基。杂炔基可以任选地包含多于一个三键和/或除一个或多个三键外的一个或多个双键。
类似地，除非另外说明，否则术语“亚杂烷基”，其本身或作为另一个取代基的一部分，意指衍生自杂烷基的二价基团，如(但不限于)通过-CH2-CH2-S-CH2-CH2-和-CH2-S-CH2-CH2-NH-CH2-所例示的。对于亚杂烷基，杂原子还可以占据链末端(例如，亚烷基氧基、亚烷基二氧基、亚烷基氨基、亚烷基二氨基等)中的任一个或两个。仍进一步地，对于亚烷基和亚杂烷基连接基团，连接基团的式书写的方向并不暗示连接基团的朝向。举例来说，式-C(O)2R′-表示-C(O)2R′-和-R'C(O)2-两者。如上文所描述的，如本文所使用的杂烷基包含通过杂原子与分子的其余部分连接的那些基团，如-C(O)R′、-C(O)NR′、-NR'R”、-OR'、-SR′和/或-SO2R′。应理解，当在叙述如-NR′R”等特定杂烷基之后叙述“杂烷基”时，术语杂烷基和-NR′R”不是冗余的或相互排斥的。相反，叙述特定的杂烷基是为了增加清晰性。因此，术语“杂烷基”在本文中不应被解释为排除如-NR′R”等特定杂烷基。
除非另外说明，否则术语“环烷基”和“杂环烷基”，其本身或与其它术语组合，分别意指“烷基”和“杂烷基”的环状形式。环烷基和杂烷基不是芳香族的。另外，对于杂环烷基，杂原子可以占据杂环与分子的其余部分连接的位置。环烷基的实例包含但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环己基、1-环己烯基、3-环己烯基、环庚基等。杂环烷基的实例包含但不限于1-(1，2，5，6-四氢吡啶基)、1-哌啶基、2-哌啶基、3-哌啶基、4-吗啉基、3-吗啉基、四氢呋喃-2-基、四氢呋喃-3-基、四氢噻吩-2-基、四氢噻吩-3-基、1-哌嗪基、2-哌嗪基等。“亚环烷基”和“亚杂环烷基”，单独或作为另一个取代基的一部分，意指分别衍生自环烷基和杂环烷基的二价基团。
除非另外说明，否则术语“卤基”或“卤素”，其本身或作为另一个取代基的一部分，意指氟、氯、溴或碘原子。另外，如“卤代烷基”等术语旨在包含单卤代烷基和多卤代烷基。例如，术语“卤(C1-C4)烷基”包含但不限于氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、2，2，2-三氟乙基、4-氯丁基、3-溴丙基等。
除非另外说明，否则术语“酰基”意指-C(O)R，其中R为经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
除非另外说明，否则术语“芳基”意指多元不饱和的芳香族烃取代基，其可以是单环或稠合在一起(即，稠环芳基)或共价连接的多个环(优选地，1个到3个环)。稠环芳基是指稠合在一起的多个环，其中稠环中的至少一个环是芳基环。术语“杂芳基”是指含有至少一个杂原子(如N、O或S)的芳基(或环)，其中氮原子和硫原子任选地被氧化，并且一个或多个氮原子任选地被季铵化。因此，术语“杂芳基”包含稠环杂芳基(即，稠合在一起的多个环，其中稠环中的至少一个环是杂芳环)。5，6-稠环亚杂芳基是指稠合在一起的两个环，其中一个环具有5个成员并且另一个环具有6个成员，并且其中至少一个环是杂芳基环。同样，6，6-稠环亚杂芳基是指稠合在一起的两个环，其中一个环具有6个成员并且另一个环具有6个成员，并且其中至少一个环是杂芳基环。并且6，5-稠环亚杂芳基是指稠合在一起的两个环，其中一个环具有6个成员并且另一个环具有5个成员，并且其中至少一个环是杂芳基环。杂芳基可以通过碳或杂原子与分子的其余部分连接。芳基和杂芳基的非限制性实例包含苯基、萘基、吡咯基、吡唑基、哒嗪基、三嗪基、嘧啶基、咪唑基、吡嗪基、嘌呤基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基、呋喃基、噻吩基、吡啶基、嘧啶基、苯并噻唑基、苯并噁唑基、苯并咪唑基、苯并呋喃、异苯并呋喃基、吲哚基、异吲哚基、苯并噻吩基、异喹啉基、喹喔啉基、喹啉基、1-萘基、2-萘基、4-联苯基、1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、3-吡唑基、2-咪唑基、4-咪唑基、吡嗪基、2-噁唑基、4-噁唑基、2-苯基-4-噁唑基、5-噁唑基、3-异噁唑基、4-异噁唑基、5-异噁唑基、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-噻吩基、3-噻吩基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-苯并噻唑基、嘌呤基、2-苯并咪唑基、5-吲哚基、1-异喹啉基、5-异喹啉基、2-喹喔啉基、5-喹喔啉基、3-喹啉基和6-喹啉基。以上所指出的芳基和杂芳基环系中的每一个的取代基选自下文所描述的可接受取代基的基团。“亚芳基”和“亚杂芳基”，单独或作为另一个取代基的一部分，意指分别衍生自芳基和杂芳基的二价基团。杂芳基取代基可以是与环杂原子氮键合的-O-。
为简洁起见，术语“芳基”在与其它术语(例如，芳氧基、芳基硫氧基、芳基烷基)组合使用时包含如上文所定义的芳基环和杂芳基环两者。因此，术语“芳基烷基”意指包含其中芳基连接到烷基(例如，苄基、苯乙基、吡啶基甲基等)的那些基团，所述烷基包含其中碳原子(例如，亚甲基)已经被例如氧原子(例如，苯氧基甲基、2-吡啶基氧基甲基、3-(1-萘氧基)丙基等)替代的那些烷基。
符号表示化学部分与分子或化学式的其余部分连接的点。
如本文所使用的，术语“氧代”意指与碳原子双键合的氧。
如本文所使用的，术语“烷基磺酰基”意指具有式-S(O2)-R′的部分，其中R′是如上文所定义的烷基。R′可以具有指定数量的碳(例如，“C1-C4烷基磺酰基”)。
术语“烷基亚芳基”是与亚烷基部分(在本文中也被称为亚烷基接头)共价键合的亚芳基部分。在实施例中，烷基亚芳基具有以下式：
Figure BDA0003263306310000121
烷基亚芳基部分可以在亚烷基部分或亚芳基接头(例如，在碳2、3、4或6)上用以下取代(例如，用取代基取代)：卤素、氧代、-N3、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-CN、-CHO、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO2CH3、-SO3H、-OSO3H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、经取代或未经取代的C1-C5烷基或经取代或未经取代的2元到5元杂烷基)。在实施例中，烷基亚芳基是未经取代的。
以上术语中的每一个术语(例如，“烷基”、“杂烷基”、“环烷基”、“杂环烷基”、“芳基”和“杂芳基”)包含所指示的基团的经取代的形式和未经取代的形式两者。下文提供了针对每种类型的基团的优选取代基。
烷基和杂烷基(包含通常被称作亚烷基、烯基、亚杂烷基、杂烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、环烯基和杂环烯基的那些基团)的取代基可以是选自但不限于以下的多种基团中的一个或多个：-OR′、＝O、＝NR′、＝N-OR'、-NR′R”、-SR′、卤素、-SiR′R”R”′、-OC(O)R′、-C(O)R′、-CO2R′、-CONR'R”、-OC(O)NR′R”、-NR”C(O)R′、-NR′-C(O)NR”R”′、-NR”C(O)2R′、-NR-C(NR′R”R”′)＝NR””、-NR-C(NR′R”)＝NR”′、-S(O)R′、-S(O)2R′、-S(O)2NR′R”、-NRSO2R′、-NR′NR”R”′、-ONR′R”、-NR′C(O)NR”NR”′R””、-CN、-NO2、-NR′SO2R”、-NR'C(O)R”、-NR'C(O)-OR”、-NR′OR”，数量在零到(2m′+1)的范围内，其中m′是此类基团中的碳原子的总数。R、R′、R”、R”′和R””各自优选地独立地指代氢、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基(例如，用1-3个卤素取代的芳基)、经取代或未经取代的杂芳基、经取代或未经取代的烷基、烷氧基或硫代烷氧基或芳烷基。当本文所述的化合物包含多于一个R基团时，例如，如当存在多于一个这些基团时独立地选择各R′基团、R”基团、R”′基团和R””基团那样，独立地选择R基团中的每一个。当R'和R”与同一氮原子连接时，二者可以与所述氮原子组合以形成4元、5元、6元或7元环。例如，-NR′R”包含但不限于1-吡咯烷基和4-吗啉基。根据以上对取代基的讨论，本领域技术人员将理解术语“烷基”旨在包含含有与除氢基团以外的基团结合的碳原子的基团，如卤代烷基(例如，-CF3和-CH2CF3)和酰基(例如，-C(O)CH3、-C(O)CF3、-C(O)CH2OCH3等)。
类似于所描述的针对烷基的取代基，芳基和杂芳基的取代基是变化的并且选自例如：-OR′、-NR'R”、-SR'、卤素、-SiR'R”R”'、-OC(O)R'、-C(O)R′、-CO2R'、-CONR'R”、-OC(O)NR′R”、-NR”C(O)R′、-NR′-C(O)NR”R”′、-NR”C(O)2R、-NR-C(NR′R”R”′)＝NR””、-NR-C(NR′R”)＝NR”′、-S(O)R′、-S(O)2R′、-S(O)2NR′R”、-NRSO2R、-NR′NR”R”′、-ONR′R”、-NR′C(O)NR”NR”′R””、-CN、-NO2、-R'、-N3、-CH(Ph)2、氟代(C1-C4)烷氧基和氟代(C1-C4)烷基、-NR′SO2R”、-NR′C(O)R”、-NR′C(O)-OR”、-NR'OR”，数量在零到芳环系统上的开放价总数的范围内；并且其中R'、R”、R”'和R””优选地独立地选自氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基和经取代或未经取代的杂芳基。当本文所述的化合物包含多于一个R基团时，例如，如当存在多于一个这些基团时独立地选择各R'基团、R”基团、R”′基团和R””基团那样，独立地选择R基团中的每一个。
环(例如，环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、亚环烷基、亚杂环烷基、亚芳基或亚杂芳基)的取代基可以被描绘为环上的而非环的特定原子上的取代基(通常被称为浮动取代基)。在这种情况下，取代基可以与环原子中的任何环原子(遵循化学价规则)连接，并且在稠环或螺环的情况下，被描绘为与稠环或螺环的一个成员缔合的取代基(单环上的浮动取代基)可以是稠环或螺环中的任一个上的取代基(多个环上的浮动取代基)。当取代基与环而非特定原子连接(浮动取代基)并且取代基的下标是大于一的整数时，多个取代基可以位于同一原子、同一环、不同原子、不同稠环、不同螺环上，并且每个取代基可以任选地不同。在环与分子的其余部分的连接点不限于单个原子(浮动取代基)的情况下，连接点可以是环的任何原子，并且在稠环或螺环的情况下，可以是稠环或螺环中的任一个的任何原子(在遵循化学价规则的情况下)。在环、稠环或螺环含有一个或多个环杂原子并且所述环、稠环或螺环被示出为具有又一个浮动取代基(包含但不限于与分子的其余部分的连接点)的情况下，浮动取代基可以与杂原子键合。在环杂原子被示出为与具有浮动取代基的结构或式中的一个或多个氢结合(例如，两个键与环原子结合并且第三键与氢结合的环氮)的情况下，当杂原子与浮动取代基键合时，取代基将被理解为在遵循化学价规则的同时替换氢。
两个或更多个取代基可以任选地连接以形成芳基、杂芳基、环烷基或杂环烷基。这种所谓的环形成取代基通常(尽管不是必须的)连接到环状基础结构上。在实施例中，环形成取代基与基础结构的邻近成员连接。例如，与环状基础结构的邻近成员连接的两个环形成取代基产生稠环结构。在另一个实施例中，环形成取代基与基础结构的单个成员连接。例如，与环状基础结构的单个成员连接的两个环形成取代基产生螺环结构。在又另一个实施例中，环形成取代基与基础结构的非邻近成员连接。
芳基或杂芳基环的相邻原子上的取代基中的两个取代基可以任选地形成式-T-C(O)-(CRR′)q-U-的环，其中T和U独立地为-NR-、-O-、-CRR′-或单键，并且q为0到3的整数。可替代地，芳基或杂芳基环的相邻原子上的取代基中的两个取代基可以任选地用式-A-(CH2)r-B-的取代基取代，其中A和B独立地为-CRR′-、-O-、-NR-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-S(O)2NR′-或单键，并且r为1到4的整数。如此形成的新环的单键之一可以任选地用双键置换。可替代地，芳基或杂芳基环的相邻原子上的取代基中的两个取代基可以任选地用式-(CRR')s-X'-(C"R”R”')d-的取代基替代，其中s和d独立地为0到3的整数，并且X'为-O-、-NR′-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-或-S(O)2NR′-。取代基R、R'、R”和R”'优选地独立地选自氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基和经取代或未经取代的杂芳基。
如本文所使用的，术语“杂原子”或“环杂原子”旨在包含氧(O)、氮(N)、硫(S)、磷(P)和硅(Si)。
如本文所使用的，“取代基”意指选自以下部分的基团：
(A)氧代、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCH Br2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、-N3、未经取代的烷基(例如，C1-C8烷基、C1-C6烷基或C1-C4烷基)、未经取代的杂烷基(例如，2元到8元杂烷基、2元到6元杂烷基或2元到4元杂烷基)、未经取代的环烷基(例如，C3-C8环烷基、C3-C6环烷基或C5-C6环烷基)、未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元杂环烷基、3元到6元杂环烷基或5元到6元杂环烷基)、未经取代的杂烷基(例如，C6-C10芳基、C10芳基或苯基)或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元杂芳基、5元到9元杂芳基或5元到6元杂芳基)，以及
(B)用选自以下的至少一个取代基取代的烷基(例如，C1-C8烷基、C1-C8烷基或C1-C4烷基)、杂烷基(例如，2元到8元杂烷基、2元到6元杂烷基或2元到4元杂烷基)、环烷基(例如，C3-C8环烷基、C3-C6环烷基或C5-C6环烷基)、杂环烷基(例如，3元到8元杂环烷基、3元到6元杂环烷基或5元到6元杂环烷基)、芳基(例如，C6-C10芳基、C10芳基或苯基)、杂芳基(例如，5元到10元杂芳基、5元到9元杂芳基或5元到6元杂芳基)：
(i)氧代、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、-N3、未经取代的烷基(例如，C1-C8烷基、C1-C6烷基或C1-C4烷基)、未经取代的杂烷基(例如，2元到8元杂烷基、2元到6元杂烷基或2元到4元杂烷基)、未经取代的环烷基(例如，C3-C8环烷基、C3-C6环烷基或C5-C6环烷基)、未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元杂环烷基、3元到6元杂环烷基或5元到6元杂环烷基)、未经取代的杂烷基(例如，C6-C10芳基、C10芳基或苯基)或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元杂芳基、5元到9元杂芳基或5元到6元杂芳基)，以及
(ii)用选自以下的至少一个取代基取代的烷基(例如，C1-C8烷基、C1-C6烷基或C1-C4烷基)、杂烷基(例如，2元到8元杂烷基、2元到6元杂烷基或2元到4元杂烷基)、环烷基(例如，C3-C8环烷基、C3-C6环烷基或C5-C6环烷基)、杂环烷基(例如，3元到8元杂环烷基、3元到6元杂环烷基或5元到6元杂环烷基)、芳基(例如，C6-C10芳基、C10芳基或苯基)、杂芳基(例如，5元到10元杂芳基、5元到9元杂芳基或5元到6元杂芳基)：
(a)氧代、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、-N3、未经取代的烷基(例如，C1-C8烷基、C1-C6烷基或C1-C4烷基)、未经取代的杂烷基(例如，2元到8元杂烷基、2元到6元杂烷基或2元到4元杂烷基)、未经取代的环烷基(例如，C3-C8环烷基、C3-C6环烷基或C5-C6环烷基)、未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元杂环烷基、3元到6元杂环烷基或5元到6元杂环烷基)、未经取代的杂烷基(例如，C6-C10芳基、C10芳基或苯基)或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元杂芳基、5元到9元杂芳基或5元到6元杂芳基)，以及
(b)用选自以下的至少一个取代基取代的烷基(例如，C1-C8烷基、C1-C6烷基或C1-C4烷基)、杂烷基(例如，2元到8元杂烷基、2元到6元杂烷基或2元到4元杂烷基)、环烷基(例如，C3-C8环烷基、C3-C6环烷基或C5-C6环烷基)、杂环烷基(例如，3元到8元杂环烷基、3元到6元杂环烷基或5元到6元杂环烷基)、芳基(例如，C6-C10芳基、C10芳基或苯基)、杂芳基(例如，5元到10元杂芳基、5元到9元杂芳基或5元到6元杂芳基)：氧代、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、-N3、未经取代的烷基(例如，C1-C8烷基、C1-C6烷基或C1-C4烷基)、未经取代的杂烷基(例如，2元到8元杂烷基、2元到6元杂烷基或2元到4元杂烷基)、未经取代的环烷基(例如，C3-C8环烷基、C3-C6环烷基或C5-C6环烷基)、未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元杂环烷基、3元到6元杂环烷基或5元到6元杂环烷基)、未经取代的杂烷基(例如，C6-C10芳基、C10芳基或苯基)或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元杂芳基、5元到9元杂芳基或5元到6元杂芳基)。
如本文所使用的，“大小受限的取代基(size-limited substituent/size-limited substituent group)”意指选自上文针对“取代基”所描述的所有取代基的基团，其中每个经取代或未经取代的烷基是经取代或未经取代的C1-C20烷基，每个经取代或未经取代的杂烷基是经取代或未经取代的2元到20元杂烷基，每个经取代或未经取代的环烷基是经取代或未经取代的C3-C8环烷基，每个经取代或未经取代的杂环烷基是经取代或未经取代的3元到8元杂环烷基，每个经取代或未经取代的芳基是经取代或未经取代的C6-C10芳基，并且每个经取代或未经取代的杂芳基是经取代或未经取代的5元到10元杂芳基。
如本文所使用的，“低级取代基(lower substituent/lower substituentgroup)”意指选自上文针对“取代基”所描述的所有取代基的基团，其中每个经取代或未经取代的烷基是经取代或未经取代的C1-C8烷基，每个经取代或未经取代的杂烷基是经取代或未经取代的2元到8元杂烷基，每个经取代或未经取代的环烷基是经取代或未经取代的C3-C7环烷基，每个经取代或未经取代的杂环烷基是经取代或未经取代的3元到7元杂环烷基，每个经取代或未经取代的芳基是经取代或未经取代的C6-C10芳基，并且每个经取代或未经取代的杂芳基是经取代或未经取代的5元到9元杂芳基。
在一些实施例中，本文化合物中所述的每个经取代的基团被至少一个取代基取代。更具体地，在一些实施例中，本文化合物中所述的每个经取代的烷基、经取代的杂烷基、经取代的环烷基、经取代的杂环烷基、经取代的芳基、经取代的杂芳基、经取代的亚烷基、经取代的亚杂烷基、经取代的亚环烷基、经取代的亚杂环烷基、经取代的亚芳基和/或经取代的亚杂芳基被至少一个取代基取代。在其它实施例中，这些基团中的至少一个或全部被至少一个大小受限的取代基取代。在其它实施例中，这些基团中的至少一个或全部被至少一个低级取代基取代。
在本文化合物的其它实施例中，每个经取代或未经取代的烷基可以是经取代或未经取代的C1-C20烷基，每个经取代或未经取代的杂烷基是经取代或未经取代的2元到20元杂烷基，每个经取代或未经取代的环烷基是经取代或未经取代的C3-C8环烷基，每个经取代或未经取代的杂环烷基是经取代或未经取代的3元到8元杂环烷基，每个经取代或未经取代的芳基是经取代或未经取代的C6-C10芳基，和/或每个经取代或未经取代的杂芳基是经取代或未经取代的5元到10元杂芳基。在本文化合物的实施例中，每个经取代或未经取代的亚烷基是经取代或未经取代的C1-C20亚烷基，每个经取代或未经取代的亚杂烷基是经取代或未经取代的2元到20元亚杂烷基，每个经取代或未经取代的亚环烷基是经取代或未经取代的C3-C8亚环烷基，每个经取代或未经取代的亚杂环烷基是经取代或未经取代的3元到8元亚杂环烷基，每个经取代或未经取代的亚芳基是经取代或未经取代的C6-C10亚芳基和/或每个经取代或未经取代的亚杂芳基是经取代或未经取代的5元到10元亚杂芳基。
在实施例中，每个经取代或未经取代的烷基可以是经取代或未经取代的C1-C8烷基，每个经取代或未经取代的杂烷基是经取代或未经取代的2元到8元杂烷基，每个经取代或未经取代的环烷基是经取代或未经取代的C3-C7环烷基，每个经取代或未经取代的杂环烷基是经取代或未经取代的3元到7元杂环烷基，每个经取代或未经取代的芳基是经取代或未经取代的C6-C10芳基和/或每个经取代或未经取代的杂芳基是经取代或未经取代的5元到9元杂芳基。在实施例中，每个经取代或未经取代的亚烷基是经取代或未经取代的C1-C8亚烷基，每个经取代或未经取代的亚杂烷基是经取代或未经取代的2元到8元亚杂烷基，每个经取代或未经取代的亚环烷基是经取代或未经取代的C3-C7亚环烷基，每个经取代或未经取代的亚杂环烷基是经取代或未经取代的3元到7元亚杂环烷基，每个经取代或未经取代的亚芳基是经取代或未经取代的C6-C10亚芳基和/或每个经取代或未经取代的亚杂芳基是经取代或未经取代的5元到9元亚杂芳基。在实施例中，所述化合物为本文所阐述的化学物质。
在实施例中，经取代或未经取代的部分(例如，经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的杂芳基、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基和/或经取代或未经取代的亚杂芳基)是未经取代的(例如，分别为未经取代的烷基、未经取代的杂烷基、未经取代的环烷基、未经取代的杂环烷基、未经取代的芳基、未经取代的杂芳基、未经取代的亚烷基、未经取代的亚杂烷基、未经取代的亚环烷基、未经取代的亚杂环烷基、未经取代的亚芳基和/或未经取代的亚杂烷基)。在实施例中，经取代或未经取代的部分(例如，经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的杂芳基、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基和/或经取代或未经取代的亚杂芳基)是经取代的(例如，分别为经取代的烷基、经取代的杂烷基、经取代的环烷基、经取代的杂环烷基、经取代的芳基、经取代的杂芳基、经取代的亚烷基、经取代的亚杂烷基、经取代的亚环烷基、经取代的亚杂环烷基、经取代的亚芳基和/或经取代的亚杂烷基)。
在实施例中，经取代的部分(例如，经取代的烷基、经取代的杂烷基、经取代的环烷基、经取代的杂环烷基、经取代的芳基、经取代的杂芳基、经取代的亚烷基、经取代的亚杂烷基、经取代的亚环烷基、经取代的亚杂环烷基、经取代的亚芳基和/或经取代的亚杂芳基)被至少一个取代基取代，其中如果经取代的部分被多个取代基取代，则每个取代基可以任选地不同。在实施例中，如果经取代的部分被多个取代基取代，则每个取代基不同。
在实施例中，经取代的部分(例如，经取代的烷基、经取代的杂烷基、经取代的环烷基、经取代的杂环烷基、经取代的芳基、经取代的杂芳基、经取代的亚烷基、经取代的亚杂烷基、经取代的亚环烷基、经取代的亚杂环烷基、经取代的亚芳基和/或经取代的亚杂芳基)被至少一个大小受限的取代基取代，其中如果经取代的部分被多个大小受限的取代基取代，则每个大小受限的取代基可以任选地不同。在实施例中，如果经取代的部分被多个大小受限的取代基取代，则每个大小受限的取代基不同。
在实施例中，经取代的部分(例如，经取代的烷基、经取代的杂烷基、经取代的环烷基、经取代的杂环烷基、经取代的芳基、经取代的杂芳基、经取代的亚烷基、经取代的亚杂烷基、经取代的亚环烷基、经取代的亚杂环烷基、经取代的亚芳基和/或经取代的亚杂芳基)被至少一个低级取代基取代，其中如果经取代的部分被多个低级取代基取代，则每个低级取代基可以任选地不同。在实施例中，如果经取代的部分被多个低级取代基取代，则每个低级取代基不同。
在实施例中，经取代的部分(例如，经取代的烷基、经取代的杂烷基、经取代的环烷基、经取代的杂环烷基、经取代的芳基、经取代的杂芳基、经取代的亚烷基、经取代的亚杂烷基、经取代的亚环烷基、经取代的亚杂环烷基、经取代的亚芳基和/或经取代的亚杂芳基)被至少一个取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代；其中如果经取代的部分被选自取代基、大小受限的取代基和低级取代基的多个基团取代；则每个取代基、大小受限的取代基和/或低级取代基可以任选地不同。在实施例中，如果经取代的部分被选自取代基、大小受限的取代基和低级取代基的多个基团取代；则每个取代基、大小受限的取代基和/或低级取代基不同。
本公开的某些化合物具有非对称碳原子(光学或手性中心)或双键；根据绝对立体化学，可以定义为氨基酸的(R)-或(S)-或(D)-或(L)-的对映异构体、外消旋物、非对映异构体、互变异构体、几何异构体、立体等距形式以及单独的异构体均涵盖在本公开的范围内。本公开的化合物不包含本领域中已知的太不稳定而无法进行合成和/或分离的化合物。本公开旨在包含呈外消旋形式和光学纯形式的化合物。光学活性(R)-和(S)-或(D)-和(L)-异构体可以使用手性合成子或手性试剂来制备，或使用常规技术来解析。当本文所述的化合物含有烯烃键或几何不对称的其它中心时，并且除非另外指明，否则意图是这些化合物包含E几何异构体和Z几何异构体两者。
如本文所使用的，术语“异构体”是指具有相同数量和种类的原子，并且因此具有相同分子量但在原子的结构布置或配置方面不同的化合物。
如本文所使用的，术语“互变异构体”是指平衡存在并且容易由一种异构形式转化为另一种异构形式的两种或更多种结构异构体之一。
对于本领域的技术人员将显而易见的是，本公开的某些化合物可以以互变异构形式存在，所述化合物的所有此类互变异构形式均处于本公开的范围内。
除非另外说明，否则本文描绘的结构还旨在包含所述结构的所有立体化学形式；即，每个不对称中心的R配置和S配置。因此，本发明化合物的单一立体化学异构体以及对映异构体混合物和非对映异构体混合物均处于本公开的范围内。
除非另外说明，否则本文描绘的结构还旨在包含仅在一或多个同位素富集的原子是否存在方面不同的化合物。例如，具有除了由氘或氚替换氢或由13C-或14C-富集的碳替换碳之外的本发明结构的化合物处于本公开的范围内。
本公开的化合物还可以在构成这种化合物的一个或多个原子上含有非天然比例的原子同位素。例如，化合物可以用如例如氚(3H)、碘-125(125I)或碳-14(14C)等放射性同位素进行放射性标记。本公开的化合物的所有同位素变化(不论是放射性的还是非放射性的)均涵盖在本公开的范围内。
应注意，在整个申请中，替代方案书写在Markush基团中，例如含有多于一个可能氨基酸的每个氨基酸位置中。特别设想了，Markush基团的每个成员应单独考虑，由此包括另一个实施例，并且Markush基团不应被理解为单一单位。
如本文所使用的，术语“生物缀合物”和“生物缀合物接头”是指生物缀合物反应性基团或生物缀合物反应性部分的原子或分子之间产生的缔合。缔合可以是直接的或间接的。例如，本文提供的第一生物缀合物反应性基团(例如，-NH2、-COOH、-N-羟基琥珀酰亚胺或-马来酰亚胺)与第二生物缀合物反应性基团(例如，巯基、含硫氨基酸、胺、含有氨基酸的胺侧链或羧酸盐)之间的缀合可以例如通过共价键或接头(例如，第二接头的第一接头)直接进行，或例如通过非共价键(例如，静电相互作用(例如，离子键、氢键、卤素键)、范德华(van der Waals)相互作用(例如，偶极-偶极、偶极诱导的偶极、伦敦分散)、环堆积(π效应)、疏水相互作用等)间接进行。在实施例中，生物缀合物或生物缀合物接头是使用生物缀合物化学(即两个生物缀合物反应性基团的缔合)形成的，所述生物缀合物化学包含但不限于亲核取代(例如，胺和醇与酰基卤、活性酯的反应)、亲电取代(例如，烯胺反应)以及碳-碳和碳-杂原子多重键的加成(例如，迈克尔(Michael)反应、狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)加成)。这些和其它有用的反应在以下中文献进行了讨论：例如，March,《高级有机化学(ADVANCED ORGANIC CHEMISTRY)》,第3版,约翰威利父子公司(John Wiley&Sons),纽约(New York),1985；Hermanson,《生物缀合物技术(BIOCONJUGATE TECHNIQUES)》,学术出版社(Academic Press),圣地亚哥(San Diego),1996；和Feeney等人,《蛋白质的修饰(MODIFICATION OF PROTEINS)》；化学进展系列,第一卷,198,美国化学学会(AmericanChemical Society)，华盛顿特区(Washington,D.C.)，1982。在实施例中，第一生物缀合物反应性基团(例如，马来酰亚胺部分)共价连接到第二生物缀合物反应性基团(例如，巯基)。在实施例中，第一生物缀合物反应性基团(例如，卤代乙酰基部分)共价连接到第二生物缀合物反应性基团(例如，巯基)。在实施例中，第一生物缀合物反应性基团(例如，吡啶基部分)共价连接到第二生物缀合物反应性基团(例如，巯基)。在实施例中，第一生物缀合物反应性基团(例如，N-羟基琥珀酰亚胺部分)共价连接到第二生物缀合物反应性基团(例如巯基)。在实施例中，第一生物缀合物反应性基团(例如，马来酰亚胺部分)共价连接到第二生物缀合物反应性基团(例如，巯基)。在实施例中，第一生物缀合物反应性基团(例如，-磺基-N-羟基琥珀酰亚胺部分)共价连接到第二生物缀合物反应性基团(例如，氨基)。
用于本文的生物缀合物化学的有用的生物缀合物反应性部分包含，例如：
(a)羧基及其各种衍生物，包含但不限于N-羟基琥珀酰亚胺酯、N-羟基苯并三唑酯、酸性卤化物、酰基咪唑、硫代酯、对硝基苯基酯、烷基、烯基、炔基和芳香族酯；
(b)羟基，所述羟基可以转化为酯、醚、醛等；
(c)卤代烷基，其中卤化物可以之后用如例如胺、羧酸根阴离子、硫醇阴离子、碳负离子或烷氧离子等亲核基团置换，由此导致新的基团共价连接在卤素原子的位点处；
(d)亲二烯基，所述亲二烯基能够参与狄尔斯-阿尔德反应，如例如马来酰亚胺基或马来酰亚胺基团；
(e)醛基或酮基，所述醛基或酮基使得可以通过羰基衍生物(如例如亚胺、腙、半卡巴腙或肟)的形成或通过如格氏(Grignard)加成或烷基锂加成等机制进行随后的衍生化；
(f)磺酰卤基，所述磺酰卤基用于随后与胺反应，例如以形成磺酰胺；
(g)硫醇基，所述硫醇基可以转化为二硫化物，与酰基卤反应，或与如金等金属键合，或与马来酰亚胺反应；
(h)胺基或巯基(例如，存在于半胱氨酸中)，所述胺基或巯基可以被例如酰化、烷基化或氧化；
(i)烯烃，所述烯烃可以经历例如环加成、酰化、迈克尔加成等；
(j)环氧化物，所述环氧化物可以与例如胺和羟基化合物反应；
(k)亚磷酰胺和可用于核酸合成的其它标准官能团；
(l)金属氧化硅键合；
(m)与反应性磷基(例如膦)的金属键合，以形成例如磷酸二酯键；
(n)使用铜催化的环加成点击化学将叠氮化物连接到炔烃；并且
(o)生物素缀合物可以与抗生物素蛋白或抗生蛋白链菌素(strepavidin)反应，以形成抗生物素蛋白-生物素复合物或抗生蛋白链菌素-生物素复合物。
可以选择生物缀合物反应性基团，使得其不参与或不干扰本文所描述的缀合物的化学稳定性。可替代地，可以通过保护基团的存在来保护反应性官能团不参与交联反应。在实施例中，生物缀合物包括衍生自如马来酰亚胺等不饱和键与巯基的反应的分子实体。
“类似物(Analog/analogue)”或“衍生物(derivative)”根据其在化学和生物学内的一般和普通的含义使用，并且是指例如在一个原子被不同元素的原子替换中，或在特定官能团存在的情况下，或一个官能团被另一个官能团替换中，或参考化合物的一个或多个手性中心的绝对立体化学中，与另一化合物(即，所谓的“参考”化合物)在结构上类似但在组成上不同的化合物。因此，类似物是与参考化合物在功能和外观上类似或相当，但在结构或来源上不类似或不相当的化合物。
如本文中所使用的术语“一个(a)”或“一种(an)”意指一个或多个。另外，如本文所使用的，短语“被[n]...取代”意指指定基团可以被所指名的取代基中的任何或全部取代基中的一个或多个取代。例如，当如烷基或杂芳基等基团“被未经取代的C1-C20烷基或未经取代的2元到20元杂烷基取代”时，所述基团可以含有一个或多个未经取代的C1-C20烷基，和/或一个或多个未经取代的2元到20元杂烷基。
此外，在部分被R取代基取代的情况下，所述基团可以被称为“R取代的”。在部分是R取代的情况下，所述部分被至少一个R取代基取代，并且每个R取代基任选地不同。当在化学属(如式(I))的描述中存在特定R基团时，可以使用罗马字母符号来区分所述特定R基团的每种外观。例如，在存在多个R13取代基的情况下，每个R13取代基可以被区分为
Figure BDA0003263306310000182
等，其中
Figure BDA0003263306310000183
等中的每一个均在R13的定义范围内定义并且任选地不同。
此外，在部分被R取代基取代的情况下，所述基团可以被称为“R取代的”。在部分是R取代的情况下，所述部分被至少一个R取代基取代，并且每个R取代基任选地不同。当在化学属(如式(I))的描述中存在特定R基团时，可以使用罗马字母符号来区分所述特定R基团的每种外观。例如，在存在多个R201取代基的情况下，每个R201取代基可以被区分为
Figure BDA0003263306310000184
等，其中
Figure BDA0003263306310000185
等中的每一个均在R201的定义范围内定义并且任选地不同。
术语“亲核部分”是指能够向亲电子试剂提供一个或多个电子(例如，2个)的化学物质或官能团。在实施例中，亲核部分是指可以在化学反应中向亲电子试剂提供电子以形成键的化学物质或官能团。
术语“亲电子部分”是指能够接受一个或多个电子(例如，2个)的化学物质或官能团。在实施例中，亲电子部分是指具有空轨道并因此可以接受电子以在化学反应中形成键的化学物质或官能团。
术语“低聚乙二醇部分”是指具有以下通式的化学实体：
Figure BDA0003263306310000181
其中R400为H、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基，并且n300为1或更大的整数。在一些实例中，R400为H或烷基。
对本公开化合物的描述受本领域技术人员已知的化学键合原理的限制。因此，在基团可以被多个取代基中的一个或多个取代的情况下，选择此类取代以便符合化学键合原理并且得到并非固有地不稳定和/或如本领域普通技术人员已知的将可能在环境条件下(如水性、中性和几种已知的生理条件下)不稳定的化合物。例如，杂环烷基或杂芳基，按照本领域技术人员已知的化学键合原理，通过环杂原子与分子的其余部分连接，由此避免固有地不稳定的化合物。
术语“药学上可接受的盐”旨在包含根据本文所述化合物上发现的特定取代基用相对无毒的酸或碱制备的活性化合物的盐。当本公开的化合物含有相对酸性的官能团时，可以通过使中性形式的此类化合物与足够量的期望的碱(纯净的或于合适的惰性溶剂中)接触来获得碱加成盐。药学上可接受的碱加成盐的实例包含钠盐、钾盐、钙盐、铵盐、有机胺盐或镁盐或类似盐。当本公开的化合物含有相对碱性的官能团时，酸加成盐可以通过使中性形式的此类化合物与足够量的所希望的酸纯净地或于适合的惰性溶剂中接触来获得。药学上可接受的酸加成盐的实例包含衍生自以下无机酸的酸加成盐：如盐酸、氢溴酸、硝酸、碳酸、一氢碳酸、磷酸、一氢磷酸、二氢磷酸、硫酸、一氢硫酸、氢碘酸或亚磷酸等；以及衍生自以下相对无毒的有机酸的盐：如乙酸、丙酸、异丁酸、马来酸、丙二酸、苯甲酸、琥珀酸、辛二酸、富马酸、乳酸、杏仁酸、邻苯二甲酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、柠檬酸、酒石酸、草酸、甲磺酸等。还包含如精氨酸盐等氨基酸的盐，以及如葡糖醛酸或半乳糖醛酸等有机酸的盐(参见例如，Berge等人,“药用盐(Pharmaceutical Salts)”《药物科学杂志(Journal ofPharmaceutical Science)》,1977,66,1-19)。本公开的某些特定化合物含有允许这些化合物转化为碱加成盐或酸加成盐的碱性官能团和酸性官能团两者。
因此，本公开的化合物可以以盐(如具有药学上可接受的酸)的形式存在。本公开包含此类盐。此类盐的非限制性实例包含盐酸盐、氢溴酸盐、磷酸盐、硫酸盐、甲磺酸盐、硝酸盐、马来酸盐、乙酸盐、柠檬酸盐、富马酸盐、丙酸盐、酒石酸盐(例如，(+)-酒石酸盐、(-)-酒石酸盐或其混合物，包含外消旋混合物)、琥珀酸盐、苯甲酸盐和如谷氨酸等氨基酸的盐以及季铵盐(例如甲基碘、乙基碘等)。这些盐可以通过本领域的技术人员已知的方法制备。
化合物的中性形式优选地通过使盐与碱或酸接触并且以常规方式分离母体化合物而再生。化合物的母体形式可以在某些物理性质上不同于各种盐形式，如在极性溶剂中的溶解度。
除盐形式外，本公开还提供了前药形式的化合物。本文所述的化合物的前药是易于在生理条件下经历化学变化从而提供本公开的化合物的那些化合物。本文所述的化合物的前药可以在施用后在体内转化。另外，可以在离体环境中(如例如当与合适的酶或化学试剂接触时)通过化学或生化方法将前药转化为本公开的化合物。
本公开的某些化合物可以非溶剂化形式以及溶剂化形式(包含水合形式)存在。一般来讲，溶剂化形式等同于非溶剂化形式，并且被涵盖在本公开的范围内。本公开的某些化合物可以以多种结晶或无定形形式存在。一般来讲，所有物理形式对于由本公开所设想的用途是等效的，并且旨在处于本公开的范围内。
除非另外定义，否则本文使用的技术和科学术语具有与本领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。参见例如，Singleton等人,《微生物学和分子生物学词典(DICTIONARY OF MICROBIOLOGY AND MOLECULAR BIOLOGY)》,第2版,威利父子杂志出版社(J.Wiley&Sons)(纽约市,NY 1994)；Sambrook等人,《分子克隆：实验室手册(MOLECULARCLONING,A LABORATORY MANUAL)》,冷泉港出版社(Cold Springs Harbor Press)(冷泉港,NY 1989)。与本文所描述的方法、装置和材料类似或等效的任何方法、装置和材料均可以用于实践本公开。提供以下定义以便于理解本文中频繁使用的某些术语，且不意味着限制本公开的范围。
“核酸”是指脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸及其呈单链、双链或多链形式的聚合物或其互补物。术语“多核苷酸”、“寡核苷酸”、“低聚”等在通常和习惯意义上是指核苷酸的线性序列。术语“核苷酸”在通常和习惯意义上是指多核苷酸的单个单元，即，单体。核苷酸可以是核糖核苷酸、脱氧核糖核苷酸或其修饰形式。本文所设想的多核苷酸的示例包含单链和双链DNA、单链和双链RNA以及具有单链和双链DNA和RNA的混合物的杂合分子。核酸(例如本文设想的多核苷酸)的实例包含任何类型的RNA，例如信使RNA(mRNA)、小分子干扰RNA(siRNA)、短发夹RNA(shRNA)、微RNA(miRNA)、导向RNA(gRNA)、CRISPR RNA(crRNA)、转录活化RNA(tracrRNA)、质粒DNA(pDNA)、微环DNA、基因组DNA(gNDA)及其任何片段。在多核苷酸的上下文中，术语“双链体”在通常和惯用意义上是指双链。核酸可以是直链或支链。例如，核酸可以是核苷酸的直链或核酸可以是支链的，例如，使得核酸具有核苷酸的一个或多个臂或分支。任选地，支链核酸重复分支以形成更高级结构，如树状物等。
核酸，包含例如具有硫代磷酸酯主链的核酸，可以包含一个或多个反应性部分。如本文所使用的，术语反应性部分包含能够通过共价、非共价或其它相互作用与另一分子(例如，核酸或多肽)反应的任何基团。举例来说，核酸可以包含通过共价、非共价或其它相互作用与蛋白质或多肽上的氨基酸反应的氨基酸反应性部分。
所述术语还涵盖含有已知核苷酸类似物或经过修饰的主链残基或连接的核酸，所述核酸是合成的、天然存在的和非天然存在的，所述核酸具有与参考核酸类似的结合性质并且所述核酸以与参考核苷酸类似的方式代谢。此类类似物的实例包含但不限于磷酸二酯衍生物，所述磷酸二酯衍生物包含例如氨基磷酸酯、二氨基磷酸酯、硫代磷酸酯(也被称为硫代磷酸酯，其具有置换磷酸酯中氧的双键硫)、二硫代磷酸酯、膦酰羧酸、膦酰羧酸酯、膦酰乙酸、膦酰甲酸、甲基膦酸酯、硼膦酸酯或O-甲基氨基磷酸酯键(参见Eckstein,《寡核苷酸及类似物：实用方法(OLIGONUCLEOTIDES AND ANALOGUES:A PRACTICAL APPROACH)》,牛津大学出版社(Oxford University Press))，以及如在5-甲基胞苷或假尿苷中对核苷酸碱基的修饰；以及肽核酸主链和键。其它类似核酸包含具有正主链的核酸；非离子主链、经过修饰的糖和非核糖主链(例如本领域已知的磷酰二胺吗啉代寡核苷酸或锁核酸(LNA))，包含以下文献中描述的那些：美国专利第5,235,033号和第5,034,506号以及第6章和第7章,《ASC研讨会系列580(ASC Symposium Series 580)》,《反义研究中的碳水化合物修饰(CARBOHYDRATE MODIFICATIONS IN ANTISENSE RESEARCH)》,编者：Sanghui&Cook。含有一个或多个碳环糖的核酸也包含在核酸的一个定义内。出于多种原因,可以进行核糖-磷酸主链的修饰，例如，增加此类分子在生理环境中，或作为生物芯片上的探针的稳定性和半衰期。可以制备天然存在的核酸和类似物的混合物；可替代地，可以制备不同核酸类似物的混合物，以及天然存在的核酸和类似物的混合物。在实施例中，DNA中的核苷酸间连接键是磷酸二酯、磷酸二酯衍生物或两者的组合。
核酸可以包含非特异性序列。如本文所使用的，术语“非特异性序列”是指含有未被设计成与任何其它核酸序列互补或与任何其它核酸序列仅部分互补的一系列残基的核酸序列。举例来说，非特异性核酸序列是在与细胞或生物体接触时不充当抑制性核酸的核酸残基的序列。“抑制性核酸”是能够与目标核酸(例如可翻译成蛋白质的mRNA)结合且减少目标核酸(例如来自DNA的mRNA)的转录或减少目标核酸(例如mRNA)的翻译或改变转录物剪接(例如单链吗啉代寡核苷酸)的核酸(例如DNA、RNA、核苷酸类似物的聚合物)。在实施例中，核酸为RNA(例如mRNA)。在实施例中，核酸的长度为10到100,000个碱基。在实施例中，核酸的长度为50和10,000个碱基。在实施例中，核酸的长度为50和5,000个碱基。在实施例中，核酸的长度为50和1,000个碱基。
术语“多肽”、“肽”和“蛋白质”在本文中可互换使用，以指代氨基酸残基的聚合物，其中所述聚合物可以与不由氨基酸组成的部分缀合。所述术语适用于其中一个或多个氨基酸残基是对应天然存在的氨基酸的人造化学模拟物的氨基酸聚合物，以及适用于天然存在的氨基酸聚合物和非天然存在的氨基酸聚合物。所述术语适用于大环肽、已经被非肽官能团修饰的肽、肽模拟物、聚酰胺及大环内酰胺。“融合蛋白”是指编码重组地表达为单个部分的两个或更多个单独蛋白质序列的嵌合蛋白质。
术语“肽基”和“肽基部分”意指单价肽。
术语“氨基酸”是指天然存在的和合成的氨基酸，以及以与天然存在的氨基酸类似的方式起作用的氨基酸类似物和氨基酸模拟物。天然存在的氨基酸是由遗传密码编码的氨基酸以及之后被修饰的那些氨基酸，例如，羟基脯氨酸、γ-羧基谷氨酸和O-磷酸丝氨酸。氨基酸类似物是指具有与天然存在的氨基酸相同的基本化学结构的化合物，即与氢、羧基、氨基和R基团结合的α碳，例如高丝氨酸、正亮氨酸、甲硫氨酸亚砜、甲硫氨酸甲基锍。此类类似物具有经过修饰的R基(例如，正亮氨酸)或经过修饰的肽主链，但是保留了与天然存在的氨基酸相同的基本化学结构。氨基酸模拟物是指结构不同于氨基酸的一般化学结构但以与天然存在的氨基酸类似的方式起作用的化合物。术语“非天然存在的氨基酸”和“非天然氨基酸”是指自然界中未发现的氨基酸类似物、合成氨基酸和氨基酸模拟物。
氨基酸在本文中可以通过其通常已知的三字母符号或通过IUPAC-IUB生物化学命名法委员会(the IUPAC-IUB Biochemical Nomenclature Commission)推荐的单字母符号来指代。同样，核苷酸可以通过其普遍接受的单字母代码来表示。
“接触”根据其普通一般含义使用，并且是指使至少两种不同的物质(例如，包含生物分子或细胞的化学化合物)变得足够接近以进行反应、相互作用或物理触摸的过程。然而，应理解，所得反应产物可以由所添加的试剂之间的反应直接产生，或由来自所添加的试剂中的一种或多种试剂的可以在反应混合物中产生的中间体产生。在实施例中，接触包含例如使核酸与核酸内切酶相互作用。
“对照”样品或值是指用作参照物，通常是已知参照物，以与测试样品进行比较的样品。例如，可以从测试条件下，例如在存在测试化合物的情况下，采集测试样品并与已知条件下的样品进行比较，例如在不存在测试化合物的情况下(阴性对照)，或在存在已知化合物情况下(阳性对照)。对照也可以代表从多个测试或结果中收集的平均值。本领域技术人员将认识到，可以设计对照，以评估任何数量的参数。例如，可以设计对照，以基于药理学数据(例如，半衰期)或治疗措施(例如，副作用的比较)比较治疗益处。本领域技术人员将理解，在给定情形下哪种标准对照是最适合的，且能够基于与标准对照值的比较来分析数据。标准对照对于确定数据的显著性(例如统计显著性)也是有价值的。例如，如果标准对照中给定参数的值广泛变化，那么测试样品的变化将不被视为显著的。
“标记”或“可检测部分”是可通过光谱、光化学、生物化学、免疫化学、化学或其它物理手段检测的组合物。例如，有用的标记包含32P、荧光染料、电子致密试剂、酶(例如通常用于ELISA中的酶)、生物素、地高辛(digoxigenin)或半抗原和蛋白质或能被检测到的其它实体，例如通过将放射性标记并入与目标肽发生特异性反应的肽或抗体中。可以使用本领域已知的用于使抗体与标记结合的任何适当方法，例如使用以下文献中描述的方法：Hermanson,《生物缀合物技术(Bioconjugate Techniques)》1996,学术出版社公司(Academic Press,Inc.),圣地亚哥。
“生物样品”或“样品”是指获自或来源于受试者或患者的材料。生物样品包含组织切片，如活检和尸检样品，以及用于组织学目的的冷冻切片。此类样品包含体液，如血液和血液级分或产物(例如，血清、血浆、血小板、红细胞等)、痰、组织、培养的细胞(例如，原代培养物、外植体以及转化的细胞)、粪便、尿液、滑液、关节组织、滑膜组织、滑膜细胞、成纤维细胞样滑膜细胞、巨噬细胞样滑膜细胞、免疫细胞、造血细胞、成纤维细胞、巨噬细胞、T细胞等。生物样品通常获自真核生物体，如哺乳动物，如灵长类动物，例如黑猩猩或人类；牛；犬；猫；啮齿动物，例如豚鼠、大鼠、小鼠；兔；或鸟类；爬行动物；或鱼。
如本文所使用的，“细胞”是指执行足以保持或复制其基因组DNA的代谢功能或其它功能的细胞。细胞可以通过本领域众所周知的方法来鉴定，包含例如完整膜的存在、通过特定染料染色、产生子代的能力或在配子的情况下与第二配子组合以产生活的后代的能力。细胞可以包含原核细胞和真核细胞。原核细胞包含但不限于细菌。真核细胞包含但不限于酵母细胞和源自植物和动物的细胞，例如哺乳动物细胞、昆虫(例如，夜蛾)细胞和人细胞。
术语“干细胞(stem cell或stem cells)”是指克隆的、自我更新的细胞群，这些细胞群是多能的，因此可以产生多种分化的细胞类型。
术语“基因”意指参与产生蛋白质的DNA片段；其包含编码区之前和之后的区域(前导和拖尾)以及单独的编码片段(外显子)之间的间插序列(内含子)。前导、拖尾和内含子包含基因转录和翻译过程中必需的调控元件。进一步地，“蛋白质基因产物”是由特定基因表达的蛋白质。
如本文所使用的，关于基因的术语“表达”或“表达的”意指该基因的转录和/或翻译产物。DNA分子在细胞中的表达水平可以基于存在于细胞内的相应mRNA的量或由细胞产生的那个DNA编码的蛋白质的量来确定(Sambrook等人,1989,《分子克隆：实验室手册(Molecular Cloning:A Laboratory Manual)》,18.1-18.88)。
转染的基因的表达可以在细胞中瞬时发生或稳定发生。在“瞬时表达”期间，转染的基因在细胞分裂过程中不转移至子细胞。由于其表达局限于转染的细胞，因此基因的表达随时间推移丧失。相反，当基因与另一个赋予转染的细胞选择优势的基因共转染时，可能发生转染基因的稳定表达。此类选择优势可能是对呈递给细胞的某种毒素的抗性。
术语“质粒”是指一种核酸分子，其编码基因表达所必需的基因和/或调控元件。来自质粒的基因表达可以顺式发生或反式发生。如果基因以顺式表达，则基因和调控元件由同一质粒编码。反式表达是指其中基因和调控元件由单独的质粒编码的情况。
术语“外源的”是指源自给定细胞或生物体外部的分子或物质(例如，核酸或蛋白质)。相反，术语“内源的”是指给定细胞或生物体原生的或源于给定细胞或生物体内的分子或物质。
“载体”是一种核酸，其能够将另一种核酸转运到细胞中。当载体存在于适当环境中时，载体能够引导由载体所携带的一种或多种基因编码的一种或多种蛋白质的表达。
术语“密码子优化的”是指用于转化各种宿主的核酸分子的基因或编码区，是指改变基因或核酸分子的编码区中的密码子，以反映宿主生物体的典型密码子使用而不改变DNA编码的多肽。此类优化包含用在所述生物的基因中更频繁使用的一个或多个密码子替代至少一个、或多于一个或相当大数量的密码子。考虑到可用于多种动物、植物和微生物物种的大量基因序列，有可能计算出密码子使用的相对频率。密码子使用表可轻易地例如在“密码子使用数据库”中获得，可在www.kazusa.or.jp/codon/中获得。通过利用对每个生物体中的密码子使用或密码子偏好的知识，所属领域的普通技术人员可以将频率应用到任何给定多肽序列，且产生编码多肽的密码子优化的编码区的核酸片段，但其使用对于给定物种最佳的密码子。可以通过本领域的技术人员已知的各种方法来设计经密码子优化的编码区。
“细胞培养物”是存在于生物体外的体外细胞群。细胞培养物可以由自细胞库或动物分离的原代细胞，或源自这些来源中的一个且永生化以进行长期体外培养的次生细胞建立。
术语“转染(transfection)”、“转导(transduction)”、“转染(transfecting)”或“转导(transducing)”可以互换使用并且被定义为将核酸分子和/或蛋白质引入细胞的过程。可以使用非病毒或基于病毒的方法将核酸引入细胞。核酸分子可以是编码完整蛋白或其功能部分的序列。典型地，核酸载体具有蛋白质表达必需的元件(例如，启动子、转录起始位点等)。非病毒转染方法包含不使用病毒DNA或病毒颗粒作为递送系统将核酸分子引入细胞的任何适当方法。示例性非病毒转染方法包含磷酸钙转染、脂质粒转染、核转染、声穿孔、通过热激转染、磁转染和电穿孔。对于基于病毒的方法，任何有用的病毒载体均可用于本文所述的方法。病毒载体的实例包含但不限于反转录病毒、腺病毒、慢病毒和腺相关病毒载体。在一些方面，使用逆转录病毒载体按照本领域众所周知的标准程序将核酸分子引入细胞中。术语“转染”或“转导”还指将蛋白质从外部环境引入细胞中。通常，蛋白的转导或转染依赖于能够穿过细胞膜的肽或蛋白与相关蛋白质的附接。参见例如，Ford等人(2001)《基因疗法(Gene Therapy)》8:1-4和Prochiantz(2007)《自然方法(Nat.Methods)》4:119-20。
如本文所使用的，术语“特异性结合(specific binding或specifically binds)”是指两种分子在生理条件下形成相对稳定的复合物(例如，核糖核蛋白和转染肽)。
用于确定配体是否结合另一种物质(例如，蛋白质或核酸)和/或此类配体-物质相互作用的亲和力的方法是本领域中已知的。例如，可以使用多种技术检测和/或定量配体与蛋白质的结合，所述技术例如但不限于蛋白质印迹法、点印迹法、表面等离子体共振法(例如，BIAcore系统；Pharmacia Biosensor AB，Uppsala，Sweden和Piscataway，N.J.)、等温滴定量热法(ITC)或酶联免疫吸附分析(ELISA)。
可以用于分析配体的免疫特异性结合和交叉反应性的免疫分析包含但不限于使用如以下技术的竞争性和非竞争性分析系统：蛋白质印迹法、RIA、ELISA(酶联免疫吸附分析)、“三明治”免疫分析、免疫沉淀分析、免疫扩散分析、凝集分析、补体固定分析、免疫放射分析和荧光免疫分析。此类分析是常规的并且是本领域中熟知的。
术语“抗体”是指由特异性结合和识别抗原的免疫球蛋白基因或其功能片段编码的多肽。识别的免疫球蛋白基因包含κ、λ、α、γ、δ、ε和μ恒定区基因，以及无数免疫球蛋白可变区基因。轻链被分类为κ或λ。重链被分类为γ、μ、α、δ或ε，这进而分别限定免疫球蛋白类别IgG、IgM、IgA、IgD和IgE。
术语“抗原”和“表位”可互换地指代被免疫系统的组分(例如抗体、T细胞受体或其它免疫受体，如自然杀伤(NK)细胞的受体)特异性识别的分子的部分(例如，多肽)。如本文所使用的，术语“抗原”涵盖抗原表位及其抗原片段。
示例性免疫球蛋白(抗体)结构单元可以具有四聚体。每个四聚体由两对相同的多肽链组成，每对具有一条“轻”链(约25kDa)和一条“重”链(约50-70kDa)。每条链的N端限定了约100个到110个或更多个氨基酸的可变区，其主要负责抗原识别。术语“可变重链”、“VH”或“VH”是指免疫球蛋白重链的可变区，包含Fv、scFv、dsFv或Fab；而术语“可变轻链”、“VL”或“VL”是指免疫球蛋白轻链的可变区，包含Fv、scFv、dsFv或Fab。
抗体功能片段的实例包含但不限于完整抗体分子、抗体片段，如Fv、单链Fv(scFv)、互补决定区(CDR)、VL(轻链可变区)、VH(重链可变区)、Fab、F(ab)2'以及这些的任何组合或能够结合至靶抗原的免疫球蛋白肽的任何其它功能部分(参见例如，《基础免疫学(FUNDAMENTAL IMMUNOLOGY)》(编者：保罗,第4版2001)。如本领域技术人员所理解的，可以通过多种方法获得各种抗体片段，例如用酶(如胃蛋白酶)消化完整抗体；或从头合成。抗体片段通常通过化学方法或使用重组DNA方法从头合成。因此，如本文所使用的，术语抗体包含通过修饰完整抗体产生的抗体片段，或使用重组DNA方法从头合成的抗体片段(例如，单链Fv)或使用噬菌体展示文库鉴定的抗体片段(参见例如，McCafferty等人,(1990)《自然(Nature)》348:552)。术语“抗体”还包含二价或双特异性分子、双体、三体和四体。二价和双特异性分子描述于以下文献中：例如，Kostelny等人(1992)《免疫学杂志(J.Immunol.)》148:1547，Pack和Pluckthun(1992)《生物化学(Biochemistry)》31：1579,Hollinger等人(1993),《美国国家科学院院刊(PNAS.USA)》90:6444,Gruber等人(1994)《免疫学杂志》152：5368,Zhu等人(1997)《蛋白质科学(Protein Sci.)》6：781,Hu等人(1996)《癌症研究(Cancer Res.)》56：3055,Adams等人(1993)《癌症研究》53：4026以及McCartney等人(1995)《蛋白质工程(Protein Eng.)》8：301。
如本文所使用的，术语“分解”、“自分解”、“自分解机制”、“分解部分”、“分解结构域”等在本文中是指化学基团进行分子内反应从而导致化学基团的化学重排和重排的化学基团从其所连接的化合物的其余部分释放的能力。“pH敏感性”分解结构域是指在精密pH范围内发生分解反应并且在精密pH范围(例如，pH约1-5、pH约5-7或pH约7-10)之外基本上不发生分解反应的化学基团。在实施例中，精密pH范围为：pH 1-3、pH 2-4、pH 3-5、pH 4-6、pH5-7、pH 6-8、pH 7-9或pH 8-10。在实施例中，pH敏感性分解区域包含阳离子α氨基酯(低聚(α-氨基酯))。在实施例中，阳离子α氨基酯的阳离子组分是带正电荷的氮原子(例如阳离子胺)。在实施例中，阳离子α氨基酯的阳离子组分不是胍基。在实施例中，阳离子α氨基酯的阳离子组分不是哌啶鎓基。
术语“细胞穿透复合物”等在通常和习惯意义上是指能够穿透进入细胞(生物细胞，如真核细胞或原核细胞)中的化学复合物(例如，本文公开的复合物或组合物及其实施例)。在实施例中，细胞穿透复合物包含与阳离子两亲性聚合物离子结合的核酸。在实施例中，在不存在阳离子两亲性聚合物的情况下，核酸基本上不能穿透细胞。因此，在实施例中，阳离子两亲性聚合物促进核酸转运到细胞中。如本文所使用的，术语“阳离子电荷可变型可释放转运蛋白”、“CART”等是指本文公开的细胞穿透复合物。CART化合物能够通过阳离子两亲性聚合物组分内的pH敏感性分解结构域的作用释放细胞内的核酸组分，其响应于细胞内pH而反应，由此释放细胞中的核酸。在实施例中，阳离子两亲性聚合物在细胞内快速降解(例如在pH 7.4下低于6小时的T1/2)。至少在一些实施例中，聚合复合物、复合物、静电复合物、CART/mRNA复合物、CART/寡核苷酸复合物和纳米颗粒可以互换地用于指细胞穿透复合物。
如本文所使用的，术语“两亲性聚合物”是指含有亲水部分和疏水部分两者的聚合物。在实施例中，亲水部分与疏水部分以1比1的质量比存在。在实施例中，亲水部分与疏水部分以1比2的质量比存在。在实施例中，亲水部分与疏水部分以1比5的质量比存在。在实施例中，亲水部分与疏水部分以2比1的质量比存在。在实施例中，亲水部分与疏水部分以5比1的质量比存在。两亲性聚合物可以是二嵌段共聚物或三嵌段共聚物。在实施例中，两亲性聚合物可以包含两个亲水部分(例如，嵌段)和一个疏水部分(例如，嵌段)。
术语“亲脂性聚合物结构域”等，通常被称为“脂质嵌段”，是指阳离子两亲性聚合物的非亲水性区域(例如不溶于单独的水)。在实施例中，亲脂性聚合物结构域在水中具有低溶解度。例如，在水中的低溶解度是指亲脂性聚合物结构域在水中的溶解度为约0.0005mg/mL到约10mg/mL。
术语“引发剂”是指参与合成阳离子两亲性聚合物的反应的化合物，其目的是引发聚合反应。因此，引发剂通常在合成的聚合物的末端并入。例如，一种类型(或式)单体或多于一种类型的单体(例如两种不同类型的单体)的多个分子可以与引发剂反应以提供阳离子两亲性聚合物。引发剂可以存在于所得聚合物的至少一端上并且不构成存在于聚合物中的重复(或聚合)单元。
术语“疾病”或“病状”是指能够用本文提供的化合物、药物组合物或方法治疗的受试者的生存状态或健康状况。所述疾病可以是自身免疫性、炎症性、癌症、感染性、代谢性、发育性、心血管、肝脏、肠道、内分泌、神经系统或其它疾病。在一些实例中，所述疾病是癌症(例如乳腺癌、卵巢癌、肉瘤、骨肉瘤、肺癌、膀胱癌、宫颈癌、肝癌、肾癌、皮肤癌(例如，默克尔细胞癌)、睾丸癌、白血病、淋巴瘤、头颈癌、结直肠癌、前列腺癌、胰腺癌、黑色素瘤、神经母细胞瘤)。
术语“感染”或“传染病”是指可由生物体(如细菌、病毒、真菌或任何其它病原微生物剂)引起的疾病或病状。
如本文所使用的，术语“癌症”是指在哺乳动物中发现的所有类型的癌症、肿瘤或恶性肿瘤，包含白血病、淋巴瘤、黑素瘤、神经内分泌肿瘤、癌和肉瘤。可以用本文提供的化合物、药物组合物或方法治疗的示例性癌症包含：淋巴瘤、肉瘤、膀胱癌、骨癌、脑瘤、宫颈癌、结肠癌、食道癌、胃癌、头颈癌、肾癌、骨髓瘤、甲状腺癌、白血病、前列腺癌、乳腺癌(例如三阴性、ER阳性、ER阴性、化疗抗性、赫赛汀抗性、HER2阳性、阿霉素抗性、他莫苷芬抗性、导管癌、小叶癌、原发性、转移性)、卵巢癌、胰腺癌、肝癌(例如肝细胞癌)、肺癌(例如非小细胞肺癌、鳞状细胞肺癌、腺癌、大细胞肺癌、小细胞肺癌、类癌、肉瘤)、多形性胶质母细胞瘤、神经胶质瘤、黑色素瘤、前列腺癌、去势抵抗性前列腺癌、乳腺癌、三阴性乳腺癌、胶质母细胞瘤、卵巢癌、肺癌、鳞状细胞癌(例如头、颈或食管)、结肠直肠癌、白血病、急性髓性白血病、淋巴瘤、B细胞淋巴瘤或多发性骨髓瘤。另外的实例包含甲状腺癌、内分泌系统癌、脑癌、乳腺癌、宫颈癌、结肠癌、头颈癌、食道癌、肝癌、肾癌、肺癌、非小细胞肺癌、黑色素瘤、间皮瘤、卵巢癌、肉瘤、胃癌、子宫癌或髓母细胞瘤、霍奇金淋巴瘤(Hodgkin′s Disease)、非霍奇金淋巴瘤(Non-Hodgkin′s Lymphoma)、多发性骨髓瘤、神经母细胞瘤、神经胶质瘤、多形性胶质母细胞瘤、卵巢癌、横纹肌肉瘤、原发性血小板增多症、原发性巨球蛋白血症、原发性脑肿瘤、癌症、恶性胰岛细胞瘤、恶性类癌、膀胱癌、癌前皮肤病变、睾丸癌、淋巴瘤、甲状腺癌、神经母细胞瘤、食道癌、泌尿生殖道癌、恶性高钙血症、子宫内膜癌、肾上腺皮质癌、内分泌或外分泌胰腺肿瘤、甲状腺髓样癌、甲状腺髓质癌、黑色素瘤、结肠直肠癌、甲状腺乳头状癌、肝细胞癌、乳头佩吉特病(Paget′s Disease of the Nipple)、叶状肿瘤、小叶癌、导管癌、胰腺星状细胞癌、肝星状细胞癌或前列腺癌。
如本文所定义的，关于分子(例如多核苷酸或蛋白质)的活性和/或功能性的术语“抑制(inhibition)”、“抑制(inhibit)”、“抑制(inhibiting)”等意指相对于不存在抑制的蛋白质的活性或功能，负面影响(例如，降低或减少)分子的活性或功能。因此，抑制至少部分地包含部分或完全阻断蛋白质或多核苷酸的刺激，降低、预防或延迟活化，或失活、降敏、或下调信号转导或酶促活性或所述蛋白质或多核苷酸的量。类似地，“抑制剂”是抑制靶生物分子(即核酸、肽、碳水化合物、脂质或可从自然界中发现的任何其它分子)的化合物，例如通过结合、部分或完全阻断、降低、预防、延迟、失活、降敏或下调目标生物分子的活性。在疾病预防治疗的上下文中，抑制是指疾病或疾病症状的减轻。
“治疗(treatment、treating和treat)”被定义为用药剂作用于疾病、病症或病状以减少或改善所述疾病、病症或病状和/或者其症状的有害或任何其它不期望的影响。“治疗(treating或treatment of)”病状或有需要的受试者是指(1)采取措施获得有益的或期望的结果，包含临床结果，如症状减轻；(2)抑制疾病，例如，阻止或减少疾病或其临床症状的发展；(3)缓解疾病，例如，使疾病或临床症状消退；或(4)延缓疾病。例如，有益的或期望的临床结果包含但不限于癌细胞的减少和/或消除以及癌细胞转移的预防和/或减少。
在疾病的上下文中，术语“预防(prevent、preventing或prevention)”是指使所述疾病的临床症状不在尚未经历或显示该疾病症状的受试者中发展。在一些实例中，这种预防可以应用于被认为易患疾病的受试者，而在一些其它实例中，受试者可能不一定被认为易患疾病。
如本文所使用的，“施用”是指使用本领域技术人员已知的各种方法和递送系统中的任何方法和递送系统将组合物物理引入受试者。用于本文所述组合物的优选施用途径包含静脉内、腹膜内、肌肉内、皮下、脊髓或其它肠胃外施用途径，例如通过注射或输注。如本文所使用的，短语“肠胃外施用”意指除了肠内施用和局部施用之外的施用模式(通常通过注射)，并且包含但不限于静脉内、腹膜内、肌肉内、动脉内、鞘内、淋巴管内、病灶内、囊内、眶内、心内、皮内、经气管、皮下、皮下、关节内、囊下、蛛网膜下、脊柱内、硬膜外和胸骨内注射和输注，以及体内电穿孔。可替代地，本文所述的组合物可以通过非肠胃外途径施用，如局部、表皮或粘膜施用途径，例如，鼻内、口服、阴道、直肠、舌下或局部。也可以例如一次、多次和/或在一个或多个延长的时段内执行施用。
如本文所使用的，术语“转移”、“转移性”和“转移性癌症”可互换使用，并且指代增殖性疾病或病症(例如，癌症)从一个器官向另一个不相邻的器官或身体部分的扩散。癌症出现在起始部位(例如乳房)，这一部位被称为原发性肿瘤，例如原发性乳腺癌。原发性肿瘤或起始部位的一些癌细胞获得了穿透和渗透局部区域周围正常组织的能力和/或穿透通过系统循环到体内的其它部位和组织的淋巴系统或血管系统壁的能力。由原发性肿瘤的癌细胞形成的第二种临床可检测肿瘤被称为转移性或继发性肿瘤。当癌细胞转移时，推测转移性肿瘤及其细胞与原发性肿瘤相似。因此，如果肺癌转移到乳腺，则乳腺部位的继发性肿瘤由异常的肺细胞而非异常的乳腺细胞组成。乳房中的继发性肿瘤是指转移性肺癌。因此，短语转移性癌症是指其中受试者患有或曾经患有原发性肿瘤并患有一种或多种继发性肿瘤的疾病。短语非转移性癌症或患有非转移性癌症的个体是指其中个体患有原发性肿瘤但不患有一种或多种继发性肿瘤的疾病。例如，转移性肺癌是指患有原发性肺肿瘤或具有原发性肺肿瘤史并且在第二个位置或多个位置(例如，在乳房中)含有一种或多种继发性肿瘤的个体中的疾病。
“抗癌剂”是具有抗癌活性的治疗剂，可用于治疗或预防癌症。抗癌剂可以是大分子或小分子。示例性抗癌剂包含抗体、小分子和大分子或其组合。“抗癌活性”的实例包含但不限于癌细胞数量的减少、癌症大小的减少、癌细胞的杀伤、转移的减少和/或抑制以及癌细胞生长和/或增殖的减少。
在与疾病相关的物质或物质活性或功能的上下文中，术语“相关的”或“与...相关的”意味着疾病可由(全部或部分地)由物质或物质活性或功能引起，或疾病的症状可由(全部或部分地)物质或物质活性或功能引起。当该术语用于症状(例如与疾病或病状相关的症状)的上下文中时，其意味着症状可以指示表现出该症状的受试者中存在的疾病或病状。
术语“受试者”、“个体”、“宿主”或“有需要的受试者”是指患有疾病或病状或将来有可能患有疾病或病状的活生物体。术语“患者”是指已经患有疾病或病状的活生物体，例如已被诊断患有疾病或病状或具有与所述疾病或病状相关的一种或多种症状的患者。非限制性实例包含人、其它哺乳动物、牛科动物、大鼠、小鼠、狗、猴、山羊、绵羊、牛、鹿和其它非哺乳动物。在一些实施例中，患者是人。
术语“疫苗”是指可以提供针对特定疾病或病原体的主动获得性免疫和/或治疗效果(例如治疗)的组合物。疫苗通常含有一种或多种可以在受试者中诱导针对病原体或疾病(即目标病原体或疾病)的免疫反应的试剂。免疫原性药剂刺激身体的免疫系统将该药剂识别为目标病原体或疾病存在的威胁或迹象，从而诱导免疫记忆，以便免疫系统可以更容易地识别和破坏随后暴露的任何病原体。疫苗可以是预防性的(例如预防或改善任何自然或病原体的未来感染的作用，或易感受试者中预期发生癌症的作用)或治疗性的(例如，治疗已被诊断为患有癌症的受试者中的癌症)。疫苗的施用被称为疫苗接种。在一些实例中，疫苗组合物可以向受试者提供核酸，例如编码抗原分子(例如肽)的mRNA。通过疫苗组合物在受试者体内递送的核酸可以表达到抗原分子中并允许受试者获得针对抗原分子的免疫力。在针对感染疾病的疫苗接种的上下文中，疫苗组合物可以提供编码与特定病原体相关的抗原分子的mRNA，例如已知在病原体(例如病原性细菌或病毒)中表达的一种或多种肽。在癌症疫苗的上下文中，疫苗组合物可以提供编码与癌症相关的某些肽(例如与正常细胞相比，在癌细胞中基本上完全或高度表达的肽)的mRNA。受试者在接种癌症疫苗组合物后，可以对与癌症相关的肽具有免疫力，并特异性杀死癌细胞。
如本文所使用的，术语“免疫反应”涵盖但不限于“适应性免疫反应”，其也被称为“获得性免疫反应”，其中适应性免疫在对特定病原体或免疫反应所靶向的特定类型的细胞的初始反应后引发免疫记忆，并在随后的遭遇中导致对该目标的反应增强。免疫记忆的诱导可以为疫苗接种提供基础。
术语“免疫原性”或“抗原性”是指当施用于具有免疫活性的受试者时诱导免疫反应(例如细胞毒性T淋巴细胞(CTL)反应、B细胞反应(例如，特异性结合表位的抗体的产生)、NK细胞反应或其任何组合)的化合物或组合物。因此，免疫原性或抗原性组合物是能够在具有免疫活性的受试者中引发免疫反应的组合物。例如，免疫原性或抗原性组合物可以包含一种或多种与病原体或免疫反应所靶向的特定类型细胞相关的免疫原性表位。另外，免疫原性组合物可以包含编码抗原多肽的一个或多个免疫原性表位的分离的核酸构建体(如DNA或RNA)，其可用于表达一个或多个表位(并因此用于引发针对该多肽或与靶向病原体或细胞类型相关联的相关多肽的免疫反应)。
根据本文提供的方法，可以向受试者施用有效量的本文提供的药剂、组合物或复合物中的一种或多种，所有这些在本文中可互换使用(例如，细胞穿透复合物或疫苗组合物)。术语“有效量”和“有效剂量”可互换使用。术语“有效量”被定义为产生期望的效果(例如，将核酸转染到细胞中并展示转染的核酸的预期结果)所需的任何量。本领域技术人员可以凭经验确定施用药剂的有效量和时间表。施用的剂量范围足够大以产生期望的效果，例如核酸转染、基因表达调节、基因编辑、干细胞诱导、免疫反应诱导等。剂量不应大到引起实质的不良副作用，如不期望的交叉反应、过敏反应等。通常，剂量可以随着患者的年龄、病状、性别、疾病类型、疾病或病症的严重程度、施用途径或其它药物是否被包含在方案中而变化，并且可以由本领域技术人员确定。在任何禁忌症的情况下，可以由个体医师调整剂量。剂量可以变化，并且可以按每天一个或多个施用剂量进行施用，持续一天或几天。可以在文献中找到针对给定类别的药物产品的适当剂量的指导。例如，对于给定参数，有效量可以显示增加或降低至少5％、10％、15％、20％、25％、40％、50％、60％、75％、80％、90％或至少100％。效果也可以表示为“倍数”增加或降低。例如，治疗有效量可以相对于对照具有至少1.2倍、1.5倍、2倍、5倍或更大的效果。精确剂量和调配物可以取决于治疗的目的，并且将可由本领域的技术人员使用已知的技术确定(参见例如，Lieberman,《医药剂型(Pharmaceutical Dosage Forms)》(第1-3卷,1992)；Lloyd,《医药学配混的艺术、科学和技术(The Art,Science and Technology of Pharmaceutical Compounding)》(1999)；《雷明顿：药学的科学与实践(Remington:The Science and Practice of Pharmacy)》,第20版,编者：Gennaro,(2003)；以及Pickar,《剂量计算(Dosage Calculations)》(1999))。
与癌症治疗相关的术语“杀死”旨在包含将导致该癌细胞或至少部分癌细胞群死亡的任何类型的操作。
细胞穿透复合物
本文提供的细胞穿透复合物，包含其实施例，包含与阳离子两亲性聚合物(例如，具有式(XII)、(XIII)、(XIV)和(XV))非共价结合的核酸。阳离子两亲性聚合物(或其多种)能够在体外和体内将它们结合的核酸(例如，RNA或DNA)递送至多个细胞。根据阳离子两亲性聚合物的化学组成，核酸被递送至的细胞、组织或器官可以不同。例如，在实施例中，阳离子两亲性聚合物将核酸递送至肺部。在实施例中，阳离子两亲性聚合物全身性地递送核酸。又在其它实施例中，阳离子两亲性聚合物将核酸递送至网织红细胞。又在其它实施例中，阳离子两亲性聚合物将核酸递送至造血干细胞(HPC)。本文提供的细胞穿透复合物，包含其实施例，可以进一步包含多种(多于一种，例如两种)阳离子两亲性聚合物类型(例如，第一阳离子两亲性聚合物和第二两亲性聚合物的混合物)，其中每种阳离子两亲性聚合物类型在化学上是不同的。
在一方面，提供了一种复合物，其包含与本文提供的式(XII)的阳离子两亲性聚合物，包含其实施例，非共价结合的核酸。在一方面，提供了一种复合物，其包含与本文提供的式(XIII)的阳离子两亲性聚合物，包含其实施例，非共价结合的核酸。在一方面，提供了一种复合物，其包含与本文提供的式(XIV)的阳离子两亲性聚合物，包含其实施例，非共价结合的核酸。在一方面，提供了一种复合物，其包含与本文提供的式(XV)的阳离子两亲性聚合物，包含其实施例，非共价结合的核酸。
在一方面，提供了一种细胞穿透复合物，其包含与本文提供的式(XII)的阳离子两亲性聚合物，包含其实施例，非共价结合的核酸。在一方面，提供了一种细胞穿透复合物，其包含与本文提供的式(XIII)的阳离子两亲性聚合物，包含其实施例，非共价结合的核酸。在一方面，提供了一种细胞穿透复合物，其包含与本文提供的式(XIV)的阳离子两亲性聚合物，包含其实施例，非共价结合的核酸。在一方面，提供了一种细胞穿透复合物，其包含与本文提供的式(XV)的阳离子两亲性聚合物，包含其实施例，非共价结合的核酸。
在第一方面，提供了一种细胞穿透复合物，其包含与阳离子两亲性聚合物(例如，具有式(XII)、(XIII)、(XIV)和(XV))非共价结合的核酸，所述阳离子两亲性聚合物包含pH敏感性分解结构域(例如，具有式(XVI)、(XVII)、(XVIII)、(XIX)、(XX)和(XXI))。在实施例中，一个或多个反离子(例如，阴离子)也可以作为阳离子两亲性聚合物中正电荷的反电荷存在。在实施例中，核酸与阳离子两亲性聚合物非共价结合。在实施例中，核酸与阳离子两亲性聚合物离子结合。在实施例中，细胞穿透复合物包含多个任选地不同的核酸(例如1个到10个额外的核酸、1个到5个额外的核酸、1个到5个额外的核酸、2个额外的核酸或1个额外的核酸)。在实施例中，核酸是DNA。在实施例中，核酸是RNA。在实施例中，核酸是mRNA。
在实施例中，细胞穿透复合物中存在的阳离子两亲性聚合物分子中的阳离子数量与核酸分子上的阴离子数量之间的比率可以为约1:1、约5:1、约10:1、约20:1、约30:1、约40:1、约50:1、约60:1、约70:1、约80:1、约90:1、约102:1、约103:1、约104:1、约105:1、约106:1、约107:1、约108:1、约109:1、约1010:1或更大，或上述范围的任何中间范围。在其它实施例中，细胞穿透复合物中存在的核酸分子上的阴离子数量与阳离子两亲性聚合物分子上的阳离子数量与之间的比率可以为约1:1、约5:1、约10:1、约20:1、约30:1、约40:1、约50:1、约60:1、约70:1、约80:1、约90:1、约10:1、约102:1、约103:1、约104:1、约105:1、约106:1、约107:1、约108:1、约109:1、约1010:1或更大，或上述范围的任何中间范围。在一些优选的实施例中，所述比率是两亲性聚合物分子上大约10个阳离子电荷比核酸上1个负电荷。其它实施例可以具有：两亲性聚合物分子上5个阳离子电荷比核酸上1个负电荷或两亲性聚合物分子上20个阳离子电荷比核酸上1个负电荷。
在实施例中，细胞穿透复合物中存在的阳离子两亲性聚合物分子中的阳离子数量与核酸分子上的阴离子数量之间的比率可以为1:1、5:1、10:1、20:1、30:1、40:1、50:1、60:1、70:1、80:1、90:1、102:1、103:1、104:1、105:1、106:1、107:1、108:1、109:1、1010:1或更大，或上述范围的任何中间范围。在其它实施例中，细胞穿透复合物中存在的核酸分子上的阴离子数量与阳离子两亲性聚合物分子上的阳离子数量与之间的比率可以为1:1、5:1、10:1、20:1、30:1、40:1、50:1、60:1、70:1、80:1、90:1、10:1、102:1、103:1、104:1、105:1、106:1、107:1、108:1、109:1、1010:1或更大，或上述范围的任何中间范围。在一些优选的实施例中，所述比率是两亲性聚合物分子上大约10个阳离子电荷比核酸上1个负电荷。其它实施例可以具有：两亲性聚合物分子上5个阳离子电荷比核酸上1个负电荷或两亲性聚合物分子上20个阳离子电荷比核酸上1个负电荷。
在实施例中，细胞穿透复合物中存在的核酸分子的数量与阳离子两亲性聚合物分子的数量之间的比率可以为约1:1、约10:1、约102:1、约103:1、约104:1、约105:1、约106:1、约107:1、约108:1、约109:1、约1010:1或更大，或上述范围的任何中间范围。在其它实施例中，细胞穿透复合物中存在的阳离子两亲性聚合物分子的数量与核酸分子的数量之间的比率可以为约1:1、约10:1、约102:1、约103:1、约104:1、约105:1、约106:1、约107:1、约108:1、约109:1、约1010:1或更大，或上述范围的任何中间范围。
在实施例中，细胞穿透复合物中存在的核酸分子的数量与阳离子两亲性聚合物分子的数量之间的比率可以为1:1、10:1、102:1、103:1、104:1、105:1、106:1、107:1、108:1、109:1、1010:1或更大，或上述范围的任何中间范围。在其它实施例中，细胞穿透复合物中存在的阳离子两亲性聚合物分子的数量与核酸分子的数量之间的比率可以为1:1、10:1、102:1、103:1、104:1、105:1、106:1、107:1、108:1、109:1、1010:1或更大，或上述范围的任何中间范围。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物可以是阳离子电荷可变型可释放转运蛋白(CART)。在实施例中，CART可以包含含有一系列阳离子序列的低聚链，这些阳离子序列经历从阳离子到中性或从阳离子到阴离子的pH敏感性电荷变化。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有pH敏感性分解结构域(例如具有式(XVI)、(XVII)、(XVIII)、(XIX)、(XX)和(XXI))和亲脂性聚合物结构域(例如，LP1、LP2、LP3)。在实施例中，亲脂性聚合物结构域可以促进细胞穿透、细胞递送和/或跨细胞膜转运。在实施例中，亲脂性聚合物结构域可以基本上不溶于水(例如，小于约0.0005mg/mL到约10mg/mL可溶于水)。在实施例中，亲脂性聚合物结构域可以促进阳离子两亲性聚合物聚集成纳米颗粒。在实施例中，此类纳米颗粒可以具有约50nm到约500nm的平均最长尺寸。在实施例中，亲脂性聚合物结构域可以促进阳离子两亲性聚合物的残留物在内体内进入和分解之后的内体融合。在实施例中，本公开的细胞穿透复合物保护核酸货物免于降解。术语“核酸货物”等在通常和习惯意义上是指期望通过本文公开的细胞穿透复合物及其实施例转运到细胞中的物质。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000261
其中环A为经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
CART具有下式：-L1-[(LP1)z1-(LP2)Z3-(IM)z2]z4-L2-R2A；
其中，R2A为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-O CHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；L1和L2独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基或经取代或未经取代的亚杂芳基；LP1和LP2独立地为亲脂性聚合物结构域，其中LP1或LP2中的至少一个为亲脂性聚合物结构域；IM具有下式：
Figure BDA0003263306310000271
z5为1到10的整数；z1和z3独立地为0到100的整数，其中z1或z3中的至少一个不为0；z4为1到100的整数；并且z2为2到100的整数。
在式(XVI)和(XVII)中，X1可以为键、-C(R5)(R6)-、-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-、-O-C(R5)(R6)-或-O-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-。X2为-O-或-S-。R1和R2独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。L4为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基或经取代或未经取代的亚杂烷基。R40、R41和R42独立地为氢、经取代或未经取代的烷基或经取代或未经取代的杂烷基。Z为-S-、-S+R13-、-NR13-或-N+(R13)(H)-。R13为氢、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、＝O、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO2NH2、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。n1为0到50的整数。z2为2到100的整数；并且z5为1到10的整数。
在实施例中，环A为经取代或未经取代的芳基。在实施例中，环A为经取代或未经取代的苯基。在实施例中，环A为经取代或未经取代的芳基。在实施例中，环A为经取代或未经取代的苯基或萘基。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000272
其中IM具有下式：
Figure BDA0003263306310000281
并且其中取代基和变量的定义如本文所述。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000282
其中IM具有下式：
Figure BDA0003263306310000283
Figure BDA0003263306310000284
其中取代基和变量的定义如本文所述。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000291
其中CART1、CART2和CART3独立地为本文定义的CART。
在实施例中，z5为1到3的整数。在实施例中，z5为1或3。在实施例中，z5为1。在实施例中，z5为3。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000294
为氢。在实施例中，L2为键。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000292
其中环A为经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；CART具有下式：
Figure BDA0003263306310000297
其中，
Figure BDA0003263306310000296
为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-O CHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；L1和L2独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基或经取代或未经取代的亚杂芳基；LP1和LP2独立地为键或亲脂性聚合物结构域，其中LP1或LP2中的至少一个为亲脂性聚合物结构域；IM具有下式：
Figure BDA0003263306310000293
z5为1到10的整数；z1和z3独立地为0到100的整数，其中z1或z3中的至少一个不为0；z4为1到100的整数；并且z2为2到100的整数。
在式(XVI)和(XVII)中，X1可以为键、-C(R5)(R6)-、-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-、-O-C(R5)(R6)-或-O-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-。X2为-O-或-S-。R1和R2独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。L4为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基或经取代或未经取代的亚杂烷基。R40、R41和R42独立地为氢、经取代或未经取代的烷基或经取代或未经取代的杂烷基。Z为-S-、-S+R13-、-NR13-或-N+(R13)(H)-。R13为氢、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、＝O、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO2NH2、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基，n1为0到50的整数。z2为2到100的整数；并且z5为1到10的整数。
在实施例中，环A为经取代或未经取代的芳基。在实施例中，环A为经取代或未经取代的苯基。在实施例中，环A为经取代或未经取代的芳基。在实施例中，环A为经取代或未经取代的苯基或萘基。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000301
其中IM具有下式：
Figure BDA0003263306310000302
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000303
其中IM具有下式：
Figure BDA0003263306310000304
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000311
其中CART1、CART2和CART3独立地为本文定义的CART。
在实施例中，环A为经取代或未经取代的芳基。在一些其它实施例中，环A为经取代或未经取代的苯基。仍在一些其它实施例中，环A为经取代或未经取代的芳基。仍在一些其它实施例中，环A为经取代或未经取代的苯基或萘基。
在实施例中，环A为未经取代的芳基(即在CART部分之外未经取代)。在实施例中，环A为未经取代的苯基(即在CART部分之外未经取代)。在实施例中，环A为未经取代的苯基或萘基(即在CART部分之外未经取代)。在实施例中，环A为经取代的芳基(即除了CART部分之外还被取代)。在实施例中，环A为经取代的苯基(即除了CART部分之外还被取代)。在实施例中，环A为经取代的苯基或萘基(即除了CART部分之外还被取代)。
在实施例中，细胞穿透复合物具有可检测试剂(例如，荧光团)。
在实施例中，
Figure BDA0003263306310000316
是被甲氧基接头取代的芳基。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000319
是被接头(例如，-CH2-O-)取代的芳基。其中
Figure BDA0003263306310000317
是被甲氧基接头取代的芳基的非限制性实例具有下式：
Figure BDA0003263306310000312
其中LP1、LP2、IM、L2、
Figure BDA0003263306310000318
z1、z2、z3、z4和z5如本文所定义。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有式(IX)：
Figure BDA0003263306310000313
其中LP1、LP2、IM、L2、
Figure BDA00032633063100003110
z1、z2、z3、z4和z5如本文所定义。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有式(X)：
Figure BDA0003263306310000314
其中LP1、LP2、IM、L2、
Figure BDA00032633063100003111
z1、z2、z3、z4和z5如本文所定义。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有式(XI)：
Figure BDA0003263306310000315
其中CART1、CART2和CART3独立地为如式(VIII)(例如，
Figure BDA00032633063100003112
)中定义的CART部分。在实施例中，每个CART部分任选地不同。
在实施例中，L1为-CH2-O-、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基或经取代或未经取代的亚杂芳基。
在一方面，提供了一种细胞穿透复合物，其包含与阳离子两亲性聚合物非共价结合的核酸，所述阳离子两亲性聚合物包含pH敏感性分解结构域和亲脂性聚合物结构域，其中所述阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000321
在式(XII)和(XIII)中，
Figure BDA0003263306310000322
为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
Figure BDA0003263306310000323
为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
L1和L2独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基或经取代或未经取代的亚杂芳基。
LP1和LP2独立地为亲脂性聚合物结构域。
X1为键、-C(R5)(R6)-、-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-、-O-C(R5)(R6)-或-O-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-。
X2为-O-或-S-。
R1、R2、R5、R6、R7和R8独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
L4为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基或经取代或未经取代的亚杂烷基。
R40、R41和R42独立地为氢、经取代或未经取代的烷基或经取代或未经取代的杂烷基。
Z为-S-、-S+R13-、-NR13-或-N+(R13)(H)-。
R13为氢、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、＝O、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO2NH2、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
n1为0到50的整数。
z1和z3独立地为0到100的整数，其中z1或z3中的至少一个不为0。
z4为1到100的整数。
z2为2到100的整数；并且z5为1到10的整数。
在一方面，提供了一种细胞穿透复合物，其包含与阳离子两亲性聚合物非共价结合的核酸，所述阳离子两亲性聚合物包含pH敏感性分解结构域和亲脂性聚合物结构域，其中所述阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000331
在式(XIV)和(XV)中，
Figure BDA0003263306310000332
为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
Figure BDA0003263306310000333
为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
L1和L2独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基或经取代或未经取代的亚杂芳基。
LP1和LP2独立地为亲脂性聚合物结构域；
X1为键、-C(R5)(R6)-、-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-、-O-C(R5)(R6)-或-O-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-。
X2为-O-或-S-。
R1、R2、R5、R6、R7和R8独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
L4为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基或经取代或未经取代的亚杂烷基。
R40和R41独立地为氢、经取代或未经取代的烷基或经取代或未经取代的杂烷基。
Z为-S-、-S+R13-、-NR13-或-N+(R13)(H)-。
R13为氢、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、＝O、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO2NH2、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
n1为0到50的整数。
z1和z3独立地为0到100的整数，其中z1或z3中的至少一个不为0。z4为1到100的整数。z2为2到100的整数；并且z5为1到10的整数。
在一方面，提供了一种复合物，其包含与阳离子两亲性聚合物非共价结合的核酸，其中所述阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000341
其中
Figure BDA0003263306310000342
独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
Figure BDA0003263306310000352
独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、独立地为-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、独立地为-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L1和L2独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基或经取代或未经取代的亚杂芳基；
LP1和LP2独立地为亲脂性聚合物结构域；
X1为键、-C(R5)(R6)-、-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-、-O-C(R5)(R6)-或-O-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)；
X2为-O-或-S-；
R1、R2、R5、R6、R7和R8独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L4独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基或经取代或未经取代的亚杂烷基；
R40、R41和R42独立地为氢、经取代或未经取代的烷基或经取代或未经取代的杂烷基；
Z为-S-、-S+R13-、-NR13-或-N+(R13)(H)；
R13为氢、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、＝O、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO2NH2、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
n1为0到50的整数；
z1和z3独立地为0到100的整数，其中z1或z3中的至少一个不为0；
z2为2到100的整数；
z4为1到100的整数；并且
z5为1到10的整数。
在一方面，提供了一种细胞穿透复合物，其包含与阳离子两亲性聚合物非共价结合的核酸，其中所述阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000351
Figure BDA0003263306310000361
其中
Figure BDA0003263306310000362
独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
Figure BDA0003263306310000363
独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、独立地为-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、独立地为-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L1和L2独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基或经取代或未经取代的亚杂芳基；
LP1和LP2独立地为亲脂性聚合物结构域；
X1为键、-C(R5)(R6)-、-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-、-O-C(R5)(R6)-或-O-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)；
X2为-O-或-S-；
R1、R2、R5、R6、R7和R8独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L4独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基或经取代或未经取代的亚杂烷基；
R40、R41和R42独立地为氢、经取代或未经取代的烷基或经取代或未经取代的杂烷基；
Z为-S-、-S+R13-、-NR13-或-N+(R13)(H)；
R13为氢、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、＝O、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO2NH2、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
n1为0到50的整数；
z1和z3独立地为0到100的整数，其中z1或z3中的至少一个不为0；z2为2到100的整数；z4为1到100的整数；并且z5为1到10的整数。
在实施例中，X1为CH2。
在实施例中，L4为经取代或未经取代的C2-C8亚烷基。在实施例中，L4为经取代或未经取代的C8亚烷基。在实施例中，L4为经取代或未经取代的C7亚烷基。在实施例中，L4为经取代或未经取代的C6亚烷基。在实施例中，L4为经取代或未经取代的C5亚烷基。在实施例中，L4为经取代或未经取代的C4亚烷基。在实施例中，L4为经取代或未经取代的C3亚烷基。在实施例中，L4为经取代或未经取代的C2亚烷基。在实施例中，L4为未经取代的C2-C8亚烷基。在实施例中，L4为未经取代的C8亚烷基。在实施例中，L4为未经取代的C7亚烷基。在实施例中，L4为未经取代的C6亚烷基。在实施例中，L4为未经取代的C5亚烷基。在实施例中，L4为未经取代的C4亚烷基。在实施例中，L4为未经取代的C3亚烷基。在实施例中，L4为未经取代的C2亚烷基。在实施例中，L4为未经取代的C2亚烷基、未经取代的C3亚烷基或未经取代的C4亚烷基。
在实施例中，L4为经取代(例如，被至少一个取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的C2-C8亚烷基(例如，C2-C8、C2-C6、C2-C4或C2)。在实施例中，L4为未经取代的C2-C8亚烷基(例如，C2-C8、C2-C6、C2-C4或C2)。在实施例中，L4为未经取代的C2亚烷基、未经取代的C3亚烷基或未经取代的C4亚烷基。
在实施例中，经取代的L4(例如，经取代的亚烷基、经取代的亚杂烷基、经取代的亚环烷基、经取代的亚杂环烷基、经取代的亚芳基和/或经取代的亚杂芳基)被至少一个取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代；其中如果经取代的L4被选自取代基、大小受限的取代基和低级取代基的多个基团取代；则每个取代基、大小受限的取代基和/或低级取代基可以任选地不同。在实施例中，当L4被取代时，其被至少一个取代基取代。在实施例中，当L4被取代时，其被至少一个大小受限的取代基取代。在实施例中，当L4被取代时，其被至少一个低级取代基取代。
在实施例中，R40独立地为氢、经取代或未经取代的烷基或经取代或未经取代的杂烷基。在实施例中，R40独立地为氢、经取代(例如，被至少一个取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)或经取代(例如，被至少一个取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)。
在实施例中，经取代的R40(例如，经取代的烷基、经取代的杂烷基、经取代的环烷基、经取代的杂环烷基、经取代的芳基和/或经取代的杂芳基)被至少一个取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代；其中如果经取代的R40被选自取代基、大小受限的取代基和低级取代基的多个基团取代；则每个取代基、大小受限的取代基和/或低级取代基可以任选地不同。在实施例中，当R40被取代时，其被至少一个取代基取代。在实施例中，当R40被取代时，其被至少一个大小受限的取代基取代。在实施例中，当R40被取代时，其被至少一个低级取代基取代。
在实施例中，R41独立地为氢、经取代或未经取代的烷基或经取代或未经取代的杂烷基。在实施例中，R41独立地为氢、经取代(例如，被至少一个取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)或经取代(例如，被至少一个取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)。
在实施例中，经取代的R41(例如，经取代的烷基、经取代的杂烷基、经取代的环烷基、经取代的杂环烷基、经取代的芳基和/或经取代的杂芳基)被至少一个取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代；其中如果经取代的R41被选自取代基、大小受限的取代基和低级取代基的多个基团取代；则每个取代基、大小受限的取代基和/或低级取代基可以任选地不同。在实施例中，当R41被取代时，其被至少一个取代基取代。在实施例中，当R41被取代时，其被至少一个大小受限的取代基取代。在实施例中，当R41被取代时，其被至少一个低级取代基取代。
在实施例中，R42独立地为氢、经取代或未经取代的烷基或经取代或未经取代的杂烷基。在实施例中，R42独立地为氢、经取代(例如，被至少一个取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)或经取代(例如，被至少一个取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)。
在实施例中，经取代的R42(例如，经取代的烷基、经取代的杂烷基、经取代的环烷基、经取代的杂环烷基、经取代的芳基和/或经取代的杂芳基)被至少一个取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代；其中如果经取代的R42被选自取代基、大小受限的取代基和低级取代基的多个基团取代；则每个取代基、大小受限的取代基和/或低级取代基可以任选地不同。在实施例中，当R42被取代时，其被至少一个取代基取代。在实施例中，当R42被取代时，其被至少一个大小受限的取代基取代。在实施例中，当R42被取代时，其被至少一个低级取代基取代。
在实施例中，R40、R41和R42独立地为氢或经取代的杂烷基。在实施例中，R40、R41和R42独立地为氢或-C(NH)NH2。在实施例中，R40、R41和R42中的至少两个为氢并且一个为-C(NH)NH2。
在实施例中，
Figure BDA0003263306310000381
独立地为经取代或未经取代的烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)、经取代或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)、经取代或未经取代的环烷基(例如，C3-C8、C3-C6、C4-C6或C5-C6)、经取代或未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元、3元到6元、4元到6元、4元到5元或5元到6元)、经取代或未经取代的芳基(例如，C6-C10或苯基)或经取代或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元、5元到9元或5元到6元)。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000382
为经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的芳基或经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂芳基。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000383
为未经取代的烷基、未经取代的杂烷基、未经取代的环烷基、未经取代的杂环烷基、未经取代的芳基或未经取代的杂芳基。
在实施例中，
Figure BDA0003263306310000384
为氢、经取代或未经取代的C1-C6烷基、经取代或未经取代的2元到6元杂烷基、经取代或未经取代的C3-C6环烷基、经取代或未经取代的3元到6元杂环烷基、经取代或未经取代的苯基或经取代或未经取代的5元到6元杂芳基。
在实施例中，
Figure BDA0003263306310000385
为经取代或未经取代的烷基(例如，C1-C8烷基、C1-C6烷基或C1-C4烷基)。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000386
为经取代的烷基(例如，C1-C8烷基、C1-C6烷基或C1-C4烷基)。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000387
为未经取代的烷基(例如，C1-C8烷基、C1-C6烷基或C1-C4烷基)。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000388
为经取代或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元杂烷基、2元到6元杂烷基或2元到4元杂烷基)。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000389
为经取代的杂烷基(例如，2元到8元杂烷基、2元到6元杂烷基或2元到4元杂烷基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003810
为未经取代的杂烷基(例如，2元到8元杂烷基、2元到6元杂烷基或2元到4元杂烷基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003811
为经取代或未经取代的环烷基(例如，C3-C8环烷基、C3-C6环烷基或C5-C6环烷基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003812
为经取代的环烷基(例如，C3-C8环烷基、C3-C6环烷基或C5-C6环烷基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003813
为未经取代的环烷基(例如，C3-C8环烷基、C3-C6环烷基或C5-C6环烷基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003814
为经取代或未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元杂环烷基、3元到6元杂环烷基或5元到6元杂环烷基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003815
为经取代的杂环烷基(例如，3元到8元杂环烷基、3元到6元杂环烷基或5元到6元杂环烷基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003816
为未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元杂环烷基、3元到6元杂环烷基或5元到6元杂环烷基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003817
为经取代或未经取代的芳基(例如，C6-C10芳基、C10芳基或苯基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003818
为经取代的芳基(例如，C6-C10芳基、C10芳基或苯基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003819
为未经取代的芳基(例如，C6-C10芳基、C10芳基或苯基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003829
为经取代或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元杂芳基、5元到9元杂芳基或5元到6元杂芳基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003820
为经取代的杂芳基(例如，5元到10元杂芳基、5元到9元杂芳基或5元到6元杂芳基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003821
为未经取代的杂芳基(例如，5元到10元杂芳基、5元到9元杂芳基或5元到6元杂芳基)。
在实施例中，
Figure BDA00032633063100003822
为经取代或未经取代的芳基。在一些其它实施例中，
Figure BDA00032633063100003823
为经取代或未经取代的苯基。仍在一些其它实施例中，
Figure BDA00032633063100003824
为经取代或未经取代的芳基。仍在一些其它实施例中，
Figure BDA00032633063100003825
为经取代或未经取代的苯基或萘基。
在实施例中，
Figure BDA00032633063100003826
独立地为经取代或未经取代的烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)、经取代或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)、经取代或未经取代的环烷基(例如，C3-C8、C3-C6、C4-C6或C5-C6)、经取代或未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元、3元到6元、4元到6元、4元到5元或5元到6元)、经取代或未经取代的芳基(例如，C6-C10或苯基)或经取代或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元、5元到9元或5元到6元)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003830
为经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的芳基或经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂芳基。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003827
为未经取代的烷基、未经取代的杂烷基、未经取代的环烷基、未经取代的杂环烷基、未经取代的芳基或未经取代的杂芳基。
在实施例中，
Figure BDA00032633063100003828
为氢、经取代或未经取代的C1-C6烷基、经取代或未经取代的2元到6元杂烷基、经取代或未经取代的C3-C6环烷基、经取代或未经取代的3元到6元杂环烷基、经取代或未经取代的苯基或经取代或未经取代的5元到6元杂芳基。
在实施例中，
Figure BDA0003263306310000391
为经取代或未经取代的烷基(例如，C1-C8烷基、C1-C6烷基或C1-C4烷基)。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000392
为经取代的烷基(例如，C1-C8烷基、C1-C6烷基或C1-C4烷基)。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000393
为未经取代的烷基(例如，C1-C8烷基、C1-C6烷基或C1-C4烷基)。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000394
为经取代或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元杂烷基、2元到6元杂烷基或2元到4元杂烷基)。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000395
为经取代的杂烷基(例如，2元到8元杂烷基、2元到6元杂烷基或2元到4元杂烷基)。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000396
为未经取代的杂烷基(例如，2元到8元杂烷基、2元到6元杂烷基或2元到4元杂烷基)。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000397
为经取代或未经取代的环烷基(例如，C3-C8环烷基、C3-C6环烷基或C5-C6环烷基)。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000398
为经取代的环烷基(例如，C3-C8环烷基、C3-C6环烷基或C5-C6环烷基)。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000399
为未经取代的环烷基(例如，C3-C8环烷基、C3-C6环烷基或C5-C6环烷基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003910
为经取代或未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元杂环烷基、3元到6元杂环烷基或5元到6元杂环烷基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003911
为经取代的杂环烷基(例如，3元到8元杂环烷基、3元到6元杂环烷基或5元到6元杂环烷基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003912
为未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元杂环烷基、3元到6元杂环烷基或5元到6元杂环烷基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003913
为经取代或未经取代的芳基(例如，C6-C10芳基、C10芳基或苯基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003914
为经取代的芳基(例如，C6-C10芳基、C10芳基或苯基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003915
为未经取代的芳基(例如，C6-C10芳基、C10芳基或苯基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003916
为经取代或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元杂芳基、5元到9元杂芳基或5元到6元杂芳基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003917
为经取代的杂芳基(例如，5元到10元杂芳基、5元到9元杂芳基或5元到6元杂芳基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003918
为未经取代的杂芳基(例如，5元到10元杂芳基、5元到9元杂芳基或5元到6元杂芳基)。
在实施例中，
Figure BDA00032633063100003919
独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003920
独立地为经取代或未经取代的烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)、经取代或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)、经取代或未经取代的环烷基(例如，C3-C8、C3-C6、C4-C6或C5-C6)、经取代或未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元、3元到6元、4元到6元、4元到5元或5元到6元)、经取代或未经取代的芳基(例如，C6-C10或苯基)或经取代或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元、5元到9元或5元到6元)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003921
为经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的芳基或经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂芳基。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003922
为未经取代的烷基、未经取代的杂烷基、未经取代的环烷基、未经取代的杂环烷基、未经取代的芳基或未经取代的杂芳基。
在实施例中，
Figure BDA00032633063100003923
为氢、经取代或未经取代的C1-C6烷基、经取代或未经取代的2元到6元杂烷基、经取代或未经取代的C3-C6环烷基、经取代或未经取代的3元到6元杂环烷基、经取代或未经取代的苯基或经取代或未经取代的5元到6元杂芳基。
在实施例中，
Figure BDA00032633063100003924
为经取代或未经取代的芳基。在一些其它实施例中，
Figure BDA00032633063100003925
为经取代或未经取代的苯基。仍在一些其它实施例中，
Figure BDA00032633063100003926
为经取代或未经取代的芳基。仍在一些其它实施例中，
Figure BDA00032633063100003927
为经取代或未经取代的苯基或萘基。
在实施例中，
Figure BDA00032633063100003928
为经取代或未经取代的烷基(例如，C1-C8烷基、C1-C6烷基或C1-C4烷基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003929
为经取代的烷基(例如，C1-C8烷基、C1-C6烷基或C1-C4烷基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003930
为未经取代的烷基(例如，C1-C8烷基、C1-C6烷基或C1-C4烷基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003931
为经取代或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元杂烷基、2元到6元杂烷基或2元到4元杂烷基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003932
为经取代的杂烷基(例如，2元到8元杂烷基、2元到6元杂烷基或2元到4元杂烷基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003933
为未经取代的杂烷基(例如，2元到8元杂烷基、2元到6元杂烷基或2元到4元杂烷基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003934
为经取代或未经取代的环烷基(例如，C3-C8环烷基、C3-C6环烷基或C5-C6环烷基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003935
为经取代的环烷基(例如，C3-C8环烷基、C3-C6环烷基或C5-C6环烷基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100003936
为未经取代的环烷基(例如，C3-C8环烷基、C3-C6环烷基或C5-C6环烷基)。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000405
为经取代或未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元杂环烷基、3元到6元杂环烷基或5元到6元杂环烷基)。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000406
为经取代的杂环烷基(例如，3元到8元杂环烷基、3元到6元杂环烷基或5元到6元杂环烷基)。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000407
为未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元杂环烷基、3元到6元杂环烷基或5元到6元杂环烷基)。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000408
为经取代或未经取代的芳基(例如，C6-C10芳基、C10芳基或苯基)。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000409
为经取代的芳基(例如，C6-C10芳基、C10芳基或苯基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100004010
为未经取代的芳基(例如，C6-C10芳基、C10芳基或苯基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100004011
为经取代或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元杂芳基、5元到9元杂芳基或5元到6元杂芳基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100004012
为经取代的杂芳基(例如，5元到10元杂芳基、5元到9元杂芳基或5元到6元杂芳基)。在实施例中，
Figure BDA00032633063100004013
为未经取代的杂芳基(例如，5元到10元杂芳基、5元到9元杂芳基或5元到6元杂芳基)。
在本文提供的式XII、XIII、XIV和XV中，包含其实施例，L1可以是经取代或未经取代的C1-C3亚烷基。在实施例中，L1是经取代或未经取代的亚甲基。在实施例中，L1是经取代或未经取代的C1-C6亚烷基或经取代或未经取代的2元到6元亚杂烷基。在实施例中，L1是经取代或未经取代的C1-C3亚烷基或经取代或未经取代的2元到3元亚杂烷基。
在实施例中，L1是经取代或未经取代的亚烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)、经取代或未经取代的亚杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)、经取代或未经取代的亚环烷基(例如，C3-C8、C3-C6、C4-C6或C5-C6)、经取代或未经取代的亚杂环烷基(例如，3元到8元、3元到6元、4元到6元、4元到5元或5元到6元)、经取代或未经取代的亚芳基(例如，C6-C10或苯基)或经取代或未经取代的亚杂芳基(例如，5元到10元、5元到9元或5元到6元)。在实施例中，L1为经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的亚烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的亚杂烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的亚环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的亚杂环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的亚芳基或经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的亚杂芳基。在实施例中，L1为未经取代的亚烷基、未经取代的亚杂烷基、未经取代的亚环烷基、未经取代的亚杂环烷基、未经取代的亚芳基或未经取代的亚杂芳基。在实施例中，L1为未经取代的亚烷基(例如，C1-C6亚烷基)。在实施例中，L1为键。
在实施例中，L1为-CH2-O-、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基或经取代或未经取代的亚杂芳基。在实施例中，L1为-CH2-O-。
在实施例中，L1为-CH2-O-、
Figure BDA0003263306310000401
在实施例中，L1为-CH2-O-。在实施例中，L1为
Figure BDA0003263306310000402
在实施例中，L1为
Figure BDA0003263306310000403
在实施例中，L1为
Figure BDA0003263306310000404
在本文提供的式XII、XIII、XIV和XV中，包含其实施例，L2可以是经取代或未经取代的C1-C3亚烷基。在实施例中，L2是经取代或未经取代的亚甲基。在实施例中，L2是经取代或未经取代的C1-C6亚烷基或经取代或未经取代的2元到6元亚杂烷基。在实施例中，L2是经取代或未经取代的C1-C3亚烷基或经取代或未经取代的2元到3元亚杂烷基
在实施例中，L2是经取代或未经取代的亚烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)、经取代或未经取代的亚杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)、经取代或未经取代的亚环烷基(例如，C3-C8、C3-C6、C4-C6或C5-C6)、经取代或未经取代的亚杂环烷基(例如，3元到8元、3元到6元、4元到6元、4元到5元或5元到6元)、经取代或未经取代的亚芳基(例如，C6-C10或苯基)或经取代或未经取代的亚杂芳基(例如，5元到10元、5元到9元或5元到6元)。在实施例中，L2为经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的亚烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的亚杂烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的亚环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的亚杂环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的亚芳基或经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的亚杂芳基。在实施例中，L2为未经取代的亚烷基、未经取代的亚杂烷基、未经取代的亚环烷基、未经取代的亚杂环烷基、未经取代的亚芳基或未经取代的亚杂芳基。在实施例中，L2为未经取代的亚烷基(例如，C1-C6亚烷基)。在实施例中，L2为键。
在本文提供的式XII、XIII、XIV和XV中，包含其实施例，L4可以是经取代或未经取代的C1-C3亚烷基。在实施例中，L4是经取代或未经取代的亚甲基。在实施例中，L4是经取代或未经取代的C1-C6亚烷基或经取代或未经取代的2元到6元亚杂烷基。在实施例中，L4是经取代或未经取代的C1-C3亚烷基或经取代或未经取代的2元到3元亚杂烷基。
本文提供的L4可以是脂肪族接头、肽接头或聚乙二醇化接头。在实施例中，L4是经取代或未经取代的亚烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)、经取代或未经取代的亚杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)、经取代或未经取代的亚环烷基(例如，C3-C8、C3-C6、C4-C6或C5-C6)、经取代或未经取代的亚杂环烷基(例如，3元到8元、3元到6元、4元到6元、4元到5元或5元到6元)、经取代或未经取代的亚芳基(例如，C6-C10或苯基)或经取代或未经取代的亚杂芳基(例如，5元到10元、5元到9元或5元到6元)。在实施例中，L4为经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的亚烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的亚杂烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的亚环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的亚杂环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的亚芳基或经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的亚杂芳基。在实施例中，L4为未经取代的亚烷基、未经取代的亚杂烷基、未经取代的亚环烷基、未经取代的亚杂环烷基、未经取代的亚芳基或未经取代的亚杂芳基。在实施例中，L4为未经取代的亚烷基(例如，C1-C6亚烷基)。在实施例中，L4为键。
在本文提供的式XII、XIII、XIV和XV中，包含其实施例，z2可以为2到90(例如5到90、10到90或20到90)、2到80(例如5到80、10到80或20到80)、2到70(例如5到70、10到70或20到70)、2到50(例如5到50、10到50或20到50)或2到25的整数。在实施例中，z1和z3独立地为0到90(例如5到90、10到90或20到90)、0到80(例如5到80、10到80或20到80)、0到70(例如5到70、10到70或20到70)、0到50(例如5到50、10到50或20到50)或2到25的整数。在实施例中，z1和z3独立地为2到90(例如5到90、10到90或20到90)、2到80(例如5到80、10到80或20到80)、2到70(例如5到70、10到70或20到70)、2到50(例如5到50、10到50或20到50)或2到25的整数。在实施例中，z4独立地为1到90(例如5到90、10到90或20到90)、1到80(例如5到80、10到80或20到80)、1到70(例如5到70、10到70或20到70)、1到50(例如5到50、10到50或20到50)或2到25的整数。在实施例中，z4独立地为2到90(例如5到90、10到90或20到90)、2到80(例如5到80、10到80或20到80)、2到70(例如5到70、10到70或20到70)、2到50(例如5到50、10到50或20到50)或2到25的整数。
在细胞穿透复合物的实施例中，pH敏感性分解结构域包含第一亲核部分(例如Z)和第一亲电部分，其中第一亲核部分在pH范围内与第一亲电部分反应并且在该pH范围(例如，pH约1-5、pH约5-7或pH约7-10)之外基本上不与亲电部分发生反应。在实施例中，第一亲核部分与第一亲电部分最具有反应性的pH范围是：pH 1-3、pH 2-4、pH 3-5、pH 4-6、pH 5-7、pH 6-8、pH 7-9或pH 8-10。亲核部分根据其在化学中的普通含义使用并且指代能够提供电子的部分(例如，官能团)。
在实施例中，第一亲核部分与第一亲电部分最具有反应性的pH范围是pH 1-3。在实施例中，第一亲核部分与第一亲电部分最具有反应性的pH范围是pH 2-4。在实施例中，第一亲核部分与第一亲电部分最具有反应性的pH范围是pH 3-5。在实施例中，第一亲核部分与第一亲电部分最具有反应性的pH范围是pH 4-6。在实施例中，第一亲核部分与第一亲电部分最具有反应性的pH范围是pH 5-7。在实施例中，第一亲核部分与第一亲电部分最具有反应性的pH范围是pH 6-8。在实施例中，第一亲核部分与第一亲电部分最具有反应性的pH范围是pH 7-9。在实施例中，第一亲核部分与第一亲电部分最具有反应性的pH范围是pH 8-10。在实施例中，pH为1。在实施例中，pH为2。在实施例中，pH为3。在实施例中，pH为4。在实施例中，pH为5。在实施例中，pH为6。在实施例中，pH为7。在实施例中，pH为8。在实施例中，pH为9。在实施例中，pH为10。在实施例中，pH为约1。在实施例中，pH为约2。在实施例中，pH为约3。在实施例中，pH为约4。在实施例中，pH为约5。在实施例中，pH为约6。在实施例中，pH为约7。在实施例中，pH为约8。在实施例中，pH为约9。在实施例中，pH为约10。
在实施例中，第一亲核部分在低pH(例如，约1到约5的pH)下基本上被质子化。在实施例中，第一亲核部分在pH 5-7范围内基本上被质子化。在实施例中，第一亲核部分是阳离子的。在实施例中，第一亲核部分包含阳离子氮(例如阳离子胺)。
在实施例中，第一亲核部分可连接至pH不稳定的保护基团。术语“pH不稳定的保护基团”等在通常和习惯意义上是指能够保护其所连接的另一个官能团的化学部分，并且所述保护基团可以在某些pH条件(例如，如降低pH)下作为保护基团被裂解或以其它方式失活。在一个实施例中，pH不稳定的保护基团是-CO2-t-Bu，一种在酸性条件(例如，pH低于7)下被去除的基团。额外的亲核试剂保护基团还可以包含被光、热、亲核试剂和碱裂解的保护基团。
在实施例中，pH敏感性分解结构域具有下式：
Figure BDA0003263306310000421
其中
z2为2或更大的整数；
n1为0到50的整数；
Z为亲核部分；
X1为键、-C(R5)(R6)-、-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-、-O-C(R5)(R6)-或-O-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)；
X2为-O-或-S-；并且
R1、R2、R5、R6、R7和R8独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
在实施例中，pH敏感性分解结构域具有下式：
Figure BDA0003263306310000422
其中
z2为2或更大的整数；
Z为亲核部分；
X1为键、-C(R5)(R6)-、-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-、-O-C(R5)(R6)-或-O-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)；
X2为-O-或-S-；并且
R1.1、R1.2、R2.1、R2.2、R5、R6、R7和R8独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
在实施例中，pH敏感性分解结构域具有下式结构：
Figure BDA0003263306310000431
在式(XVI)或(XVII)中，X1为键、-C(R5)(R6)-、-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-、-O-C(R5)(R5)-或-O-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-。X2为-O-或-S-；R1和R2独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；L4为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基或经取代或未经取代的亚杂烷基。R40、R41和R42独立地为氢、经取代或未经取代的烷基或经取代或未经取代的杂烷基；Z为-S-、-S+R13-、-NR13-或-N+(R13)(H)；R13为氢、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、＝O、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO2NH2、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；n1为0到50的整数；z2为2到100的整数；并且z5为1到10的整数。
在式(XII)、(XIII)、(XIV)、(XV)、(XVI)和(XVII)中，R1、R2、R5、R6、R7和R8独立地为经取代或未经取代的烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)、经取代或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)、经取代或未经取代的环烷基(例如，C3-C8、C3-C6、C4-C6或C5-C6)、经取代或未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元、3元到6元、4元到6元、4元到5元或5元到6元)、经取代或未经取代的芳基(例如，C6-C10或苯基)或经取代或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元、5元到9元或5元到6元)。在实施例中，R1、R2、R5、R6、R7和R8独立地为经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的芳基或经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂芳基。在实施例中，R1、R2、R5、R6、R7和R8独立地为未经取代的烷基、未经取代的杂烷基、未经取代的环烷基、未经取代的杂环烷基、未经取代的芳基或未经取代的杂芳基。在实施例中，R1、R2、R5、R6、R7和R8独立地为氢或未经取代的烷基(例如，C1-C6烷基)。在实施例中，R1、R2、R5、R6、R7和R8为氢。
在实施例中，pH敏感性分解结构域具有下式：
Figure BDA0003263306310000441
其中R24、R25和R26为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基，并且z2为1到50的整数。
在实施例中，R24、R25和R26独立地为经取代或未经取代的烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)、经取代或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)、经取代或未经取代的环烷基(例如，C3-C8、C3-C6、C4-C6或C5-C6)、经取代或未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元、3元到6元、4元到6元、4元到5元或5元到6元)、经取代或未经取代的芳基(例如，C6-C10或苯基)或经取代或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元、5元到9元或5元到6元)。在实施例中，R24、R25和R26独立地为经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的芳基或经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂芳基。在实施例中，R1.1、R24、R25和R26独立地为未经取代的烷基、未经取代的杂烷基、未经取代的环烷基、未经取代的杂环烷基、未经取代的芳基或未经取代的杂芳基。在实施例中，R24、R25和R26独立地为氢或未经取代的烷基(例如，C1-C6烷基)。在实施例中，R24、R25和R26独立地为氢。
在本文提供的式(XII)、(XIII)、(XIV)、(XV)、(XVI)、(XVII)、(XVIII)和(XIX)中，包含其实施例，R1、
Figure BDA0003263306310000442
R5、R6、R7、R8、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R24、R25、R26、R40、R41、R42、R201、R202和R203独立地为经取代或未经取代的烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)、经取代或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)、经取代或未经取代的环烷基(例如，C3-C8、C3-C6、C4-C6或C5-C6)、经取代或未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元、3元到6元、4元到6元、4元到5元或5元到6元)、经取代或未经取代的芳基(例如，C6-C10或苯基)或经取代或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元、5元到9元或5元到6元)。在实施例中，R1、
Figure BDA0003263306310000443
R5、R6、R7、R8、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R24、R25、R26、R40、R41、R42、R201、R202和R203独立地为经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的芳基或经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂芳基。在实施例中，R1、
Figure BDA0003263306310000444
R5、R6、R7、R8、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R24、R25、R26、R40、R41、R42、R201、R202和R203独立地为未经取代的烷基、未经取代的杂烷基、未经取代的环烷基、未经取代的杂环烷基、未经取代的芳基或未经取代的杂芳基。在实施例中，R1、
Figure BDA0003263306310000445
Figure BDA0003263306310000446
R5、R6、R7、R8、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R24、R25、R26、R40、R41、R42、R201、R202和R203独立地为氢或未经取代的烷基(例如，C1-C6烷基)。在实施例中，R1、
Figure BDA0003263306310000447
R5、R6、R7、R8、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R40、R41、R42、R201、R202和R203为氢。
在本文提供的式(XII)、(XIII)、(XIV)、(XV)、(XVI)、(XVII)、(XVIII)和(XIX)中，包含其实施例，R40、R41和R42可以独立地为经取代或未经取代的烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)或经取代或未经取代的杂烷基(例如，2到8元、2到6元、4到6元、2到3元或4到5元)。在实施例中，R40、R41和R42独立地为经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的烷基或经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂烷基。在实施例中，R40、R41和R42独立地为未经取代的烷基或未经取代的杂烷基。在实施例中，R40、R41和R42独立地为氢或未经取代的烷基(例如，C1-C6烷基)。在实施例中，R40、R41和R42为氢。
在实施例中，Z为亲核部分。在实施例中，Z为-S-、-OR13-、-S+R13-、-NR13-或-N+(R13)(H)-，其中R13为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。在实施例中，Z为-S-。在实施例中，Z为-S+R13-。在实施例中，Z为-NR13-。在实施例中，Z为-N+(R13)(H)-。在实施例中，Z为-S+H-。在实施例中，Z为-NH-。在实施例中，Z为-N+H2-。在实施例中，Z为-OH-。在实施例中，Z为-N+(R13)(H)-并且R13为氢。
在实施例中，R13独立地为经取代或未经取代的烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)、经取代或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)、经取代或未经取代的环烷基(例如，C3-C8、C3-C6、C4-C6或C5-C6)、经取代或未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元、3元到6元、4元到6元、4元到5元或5元到6元)、经取代或未经取代的芳基(例如，C6-C10或苯基)或经取代或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元、5元到9元或5元到6元)。在实施例中，R13独立地为经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的芳基或经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂芳基。在实施例中，R13独立地为未经取代的烷基、未经取代的杂烷基、未经取代的环烷基、未经取代的杂环烷基、未经取代的芳基或未经取代的杂芳基。在实施例中，R13独立地为氢或未经取代的烷基(例如，C1-C6烷基)。在实施例中，R13是氢。在实施例中，R13为-NH3 +。在实施例中，R13为-NH2。
在实施例中，
Figure BDA0003263306310000456
独立地为经取代或未经取代的烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)、经取代或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)、经取代或未经取代的环烷基(例如，C3-C8、C3-C6、C4-C6或C5-C6)、经取代或未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元、3元到6元、4元到6元、4元到5元或5元到6元)、经取代或未经取代的芳基(例如，C6-C10或苯基)或经取代或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元、5元到9元或5元到6元)。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000457
独立地为经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的芳基或经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂芳基。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000458
独立地为未经取代的烷基、未经取代的杂烷基、未经取代的环烷基、未经取代的杂环烷基、未经取代的芳基或未经取代的杂芳基。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000452
独立地为氢或未经取代的烷基(例如，C1-C6烷基)。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000453
为氢。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000454
为-NH3 +。在实施例中，
Figure BDA0003263306310000455
为-NH2。
在实施例中，Z为
Figure BDA0003263306310000451
其中X3为-C(R15)-或-N-；X4为键、-C(O)-、-P(O)(OR16)2-、-S(O)(OR17)2-、-C(R16)(R17)-或-C(R16)(R17)-C(R18)(R19)-；X5为亲核部分；并且R13、R14、R15、R16、R17、R18和R19独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。在实施例中，X3为-CH。
在实施例中，R13、R14、R15、R16、R17、R18和R19独立地为经取代或未经取代的烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)、经取代或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)、经取代或未经取代的环烷基(例如，C3-C8、C3-C6、C4-C6或C5-C6)、经取代或未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元、3元到6元、4元到6元、4元到5元或5元到6元)、经取代或未经取代的芳基(例如，C6-C10或苯基)或经取代或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元、5元到9元或5元到6元)。在实施例中，R13、R14、R15、R16、R17、R18和R19独立地为经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的芳基或经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂芳基。在实施例中，R13、R14、R15、R16、R17、R18和R19独立地为未经取代的烷基、未经取代的杂烷基、未经取代的环烷基、未经取代的杂环烷基、未经取代的芳基或未经取代的杂芳基。在实施例中，R13、R14、R15、R16、R17、R18和R19独立地为氢或未经取代的烷基(例如，C1-C6烷基)。
在实施例中，X5为-N+(R13)(H)，其中R13为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
在实施例中，pH敏感性分解结构域具有式(XX)：
Figure BDA0003263306310000461
其中z2如本文所定义。
在实施例中，pH敏感性分解结构域具有式(XXb)：
Figure BDA0003263306310000462
其中z2如本文所定义。
在实施例中，pH敏感性分解结构域具有式(XXI)：
Figure BDA0003263306310000471
其中z2和
Figure BDA0003263306310000472
如本文所定义。
在实施例中，pH敏感性分解结构域具有式(XXIa)：
Figure BDA0003263306310000473
其中z2和
Figure BDA0003263306310000474
如本文所定义。
在实施例中，亲脂性聚合物结构域(LP1或LP2)具有下式：
Figure BDA0003263306310000475
其中，n2为1到100的整数；R20独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
在实施例中，R20为经取代或未经取代的烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)、经取代或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)、经取代或未经取代的环烷基(例如，C3-C8、C3-C6、C4-C6或C5-C6)、经取代或未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元、3元到6元、4元到6元、4元到5元或5元到6元)、经取代或未经取代的芳基(例如，C6-C10或苯基)或经取代或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元、5元到9元或5元到6元)。在实施例中，R20为经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的芳基或经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂芳基。在实施例中，R20为未经取代的烷基、未经取代的杂烷基、未经取代的环烷基、未经取代的杂环烷基、未经取代的芳基或未经取代的杂芳基。在实施例中，R20为氢或未经取代的烷基(例如，C1-C6烷基)。
在实施例中，R20为未经取代的C1-C30烷基。在实施例中，R20为未经取代的C1-C20烷基。在实施例中，R20为未经取代的C8-C30烷基。在实施例中，R20为未经取代的C8-C20烷基。在实施例中，R20为未经取代的C9-C20烷基。在实施例中，R20为未经取代的C9-C18烷基。在实施例中，R20为未经取代的C18烷基。在实施例中，R20为未经取代的C17烷基。在实施例中，R20为未经取代的C16烷基。在实施例中，R20为未经取代的C15烷基。在实施例中，R20为未经取代的C14烷基。在实施例中，R20为未经取代的C13烷基。在实施例中，R20为未经取代的C12烷基。在实施例中，R20为未经取代的C11烷基。在实施例中，R20为未经取代的C10烷基。在实施例中，R20为未经取代的C9烷基。在实施例中，R20为未经取代的C8烷基。在实施例中，R20为未经取代的C7烷基。在实施例中，R20为未经取代的C6烷基。在实施例中，R20为未经取代的C5烷基。在实施例中，R20为未经取代的C4烷基。在实施例中，R20为未经取代的C3烷基。在实施例中，R20为未经取代的C2烷基。
在实施例中，R20为未经取代的C1-C30烯基。在实施例中，R20为未经取代的C1-C20烯基。在实施例中，R20为未经取代的C8-C30烯基。在实施例中，R20为未经取代的C8-C20烯基。在实施例中，R20为未经取代的C9-C20烯基。在实施例中，R20为未经取代的C9-C18烯基。在实施例中，R20为未经取代的C18烯基。在实施例中，R20为未经取代的C17烯基。在实施例中，R20为未经取代的C16烯基。在实施例中，R20为未经取代的C15烯基。在实施例中，R20为未经取代的C14烯基。在实施例中，R20为未经取代的C13烯基。在实施例中，R20为未经取代的C12烯基。在实施例中，R20为未经取代的C11烯基。在实施例中，R20为未经取代的C10烯基。在实施例中，R20为未经取代的C9烯基。在实施例中，R20为未经取代的C8烯基。在实施例中，R20为未经取代的C7烯基。在实施例中，R20为未经取代的C6烯基。在实施例中，R20为未经取代的C5烯基。在实施例中，R20为未经取代的C4烯基。在实施例中，R20为未经取代的C3烯基。在实施例中，R20为未经取代的C2烯基。
在实施例中，R20为硬脂基部分(例如，未经取代的C18烷基)。在实施例中，R20为油基部分(例如，未经取代的C18烯基)。在实施例中，R20为亚油基部分(例如，未经取代的C18烯基)。在实施例中，R20为十二烷基部分(例如，未经取代的C12烷基)。在实施例中，R20为壬烯基部分(例如，未经取代的C9烯基)。
在实施例中，R20为
Figure BDA0003263306310000481
在实施例中，R1和R2独立地为氢或经取代或未经取代的烷基。
在实施例中，n1为2。
在实施例中，X2为-O-。
在实施例中，z1或z3独立地为10-40的整数。
在实施例中，z2独立地为3-20的整数。
在实施例中，LP1具有下式：
Figure BDA0003263306310000491
其中n21为1到100的整数；
R201独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。在实施例中，n21为10-40。在实施例中，R201为未经取代的C12烷基。
在实施例中，R201为经取代或未经取代的烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)、经取代或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)、经取代或未经取代的环烷基(例如，C3-C8、C3-C6、C4-C6或C5-C6)、经取代或未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元、3元到6元、4元到6元、4元到5元或5元到6元)、经取代或未经取代的芳基(例如，C6-C10或苯基)或经取代或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元、5元到9元或5元到6元)。在实施例中，R201为经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的芳基或经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂芳基。在实施例中，R201为未经取代的烷基、未经取代的杂烷基、未经取代的环烷基、未经取代的杂环烷基、未经取代的芳基或未经取代的杂芳基。在实施例中，R201为氢或未经取代的烷基(例如，C1-C6烷基)。
在实施例中，R201为未经取代的C1-C30烷基。在实施例中，R201为未经取代的C1-C20烷基。在实施例中，R201为未经取代的C8-C30烷基。在实施例中，R201为未经取代的C8-C20烷基。在实施例中，R201为未经取代的C9-C20烷基。在实施例中，R201为未经取代的C9-C18烷基。在实施例中，R201为未经取代的C18烷基。在实施例中，R201为未经取代的C17烷基。在实施例中，R201为未经取代的C16烷基。在实施例中，R201为未经取代的C15烷基。在实施例中，R201为未经取代的C14烷基。在实施例中，R201为未经取代的C13烷基。在实施例中，R201为未经取代的C12烷基。在实施例中，R201为未经取代的C11烷基。在实施例中，R201为未经取代的C10烷基。在实施例中，R201为未经取代的C9烷基。在实施例中，R201为未经取代的C8烷基。在实施例中，R201为未经取代的C7烷基。在实施例中，R201为未经取代的C6烷基。在实施例中，R201为未经取代的C5烷基。在实施例中，R201为未经取代的C4烷基。在实施例中，R201为未经取代的C3烷基。在实施例中，R201为未经取代的C2烷基。
在实施例中，R201为未经取代的C1-C30烯基。在实施例中，R201为未经取代的C1-C20烯基。在实施例中，R201为未经取代的C8-C30烯基。在实施例中，R201为未经取代的C8-C20烯基。在实施例中，R201为未经取代的C9-C20烯基。在实施例中，R201为未经取代的C9-C18烯基。在实施例中，R201为未经取代的C18烯基。在实施例中，R201为未经取代的C17烯基。在实施例中，R201为未经取代的C16烯基。在实施例中，R201为未经取代的C15烯基。在实施例中，R201为未经取代的C14烯基。在实施例中，R201为未经取代的C13烯基。在实施例中，R201为未经取代的C12烯基。在实施例中，R201为未经取代的C11烯基。在实施例中，R201为未经取代的C10烯基。在实施例中，R201为未经取代的C9烯基。在实施例中，R201为未经取代的C8烯基。在实施例中，R201为未经取代的C7烯基。在实施例中，R201为未经取代的C6烯基。在实施例中，R201为未经取代的C5烯基。在实施例中，R201为未经取代的C4烯基。在实施例中，R201为未经取代的C3烯基。在实施例中，R201为未经取代的C2烯基。
在实施例中，R201为硬脂基部分(例如，未经取代的C18烷基)。在实施例中，R201为油基部分(例如，未经取代的C18烯基)。在实施例中，R201为亚油基部分(例如，未经取代的C18烯基)。在实施例中，R201为十二烷基部分(例如，未经取代的C12烷基)。在实施例中，R201为壬烯基部分(例如，未经取代的C9烯基)。
在实施例中，R201为
Figure BDA0003263306310000501
在实施例中，n21为5并且R201为未经取代的C18烯基。在实施例中，未经取代的C18烯基是油基。
在实施例中，LP2具有下式：
Figure BDA0003263306310000502
n22为1到100的整数。R202独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
在实施例中，R202为经取代或未经取代的烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)、经取代或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)、经取代或未经取代的环烷基(例如，C3-C8、C3-C6、C4-C6或C5-C6)、经取代或未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元、3元到6元、4元到6元、4元到5元或5元到6元)、经取代或未经取代的芳基(例如，C6-C10或苯基)或经取代或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元、5元到9元或5元到6元)。在实施例中，R202为经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的芳基或经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂芳基。在实施例中，R202为未经取代的烷基、未经取代的杂烷基、未经取代的环烷基、未经取代的杂环烷基、未经取代的芳基或未经取代的杂芳基。在实施例中，R202为氢或未经取代的烷基(例如，C1-C6烷基)。
在实施例中，R202为未经取代的C1-C30烷基。在实施例中，R202为未经取代的C1-C20烷基。在实施例中，R202为未经取代的C8-C30烷基。在实施例中，R202为未经取代的C8-C20烷基。在实施例中，R202为未经取代的C9-C20烷基。在实施例中，R202为未经取代的C9-C18烷基。在实施例中，R202为未经取代的C18烷基。在实施例中，R202为未经取代的C17烷基。在实施例中，R202为未经取代的C16烷基。在实施例中，R202为未经取代的C15烷基。在实施例中，R202为未经取代的C14烷基。在实施例中，R202为未经取代的C13烷基。在实施例中，R202为未经取代的C12烷基。在实施例中，R202为未经取代的C11烷基。在实施例中，R202为未经取代的C10烷基。在实施例中，R202为未经取代的C9烷基。在实施例中，R202为未经取代的C8烷基。在实施例中，R202为未经取代的C7烷基。在实施例中，R202为未经取代的C6烷基。在实施例中，R202为未经取代的C5烷基。在实施例中，R202为未经取代的C4烷基。在实施例中，R202为未经取代的C3烷基。在实施例中，R202为未经取代的C2烷基。
在实施例中，R202为未经取代的C1-C30烯基。在实施例中，R202为未经取代的C1-C20烯基。在实施例中，R202为未经取代的C8-C30烯基。在实施例中，R202为未经取代的C8-C20烯基。在实施例中，R202为未经取代的C9-C20烯基。在实施例中，R202为未经取代的C9-C18烯基。在实施例中，R202为未经取代的C18烯基。在实施例中，R202为未经取代的C17烯基。在实施例中，R202为未经取代的C16烯基。在实施例中，R202为未经取代的C15烯基。在实施例中，R202为未经取代的C14烯基。在实施例中，R202为未经取代的C13烯基。在实施例中，R202为未经取代的C12烯基。在实施例中，R202为未经取代的C11烯基。在实施例中，R202为未经取代的C10烯基。在实施例中，R202为未经取代的C9烯基。在实施例中，R202为未经取代的C8烯基。在实施例中，R202为未经取代的C7烯基。在实施例中，R202为未经取代的C6烯基。在实施例中，R202为未经取代的C5烯基。在实施例中，R202为未经取代的C4烯基。在实施例中，R202为未经取代的C3烯基。在实施例中，R202为未经取代的C2烯基。
在实施例中，R202为硬脂基部分(例如，未经取代的C18烷基)。在实施例中，R202为油基部分(例如，未经取代的C18烯基)。在实施例中，R202为亚油基部分(例如，未经取代的C18烯基)。在实施例中，R202为十二烷基部分(例如，未经取代的C12烷基)。在实施例中，R202为壬烯基部分(例如，未经取代的C9烯基)。
在实施例中，R202为
Figure BDA0003263306310000511
在实施例中，n22为10-35。在实施例中，R202为未经取代的C12烯基。
在实施例中，n22为5并且R202为未经取代的C9烯基。在实施例中，未经取代的C9烯基是壬烯基。
在实施例中，亲脂性聚合物结构域是以下式(Ia)的化合物：
Figure BDA0003263306310000512
其中X6可以为-O-、-NH-、-CO2-、-CONH-、-O2C-或-NHCO-，R20为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基，R21为氢、经取代或未经取代的烷基，并且n为1到100的整数。在实施例中，R20是低聚乙二醇部分。
在实施例中，R20为经取代或未经取代的烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)、经取代或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)、经取代或未经取代的环烷基(例如，C3-C8、C3-C6、C4-C6或C5-C6)、经取代或未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元、3元到6元、4元到6元、4元到5元或5元到6元)、经取代或未经取代的芳基(例如，C6-C10或苯基)或经取代或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元、5元到9元或5元到6元)。在实施例中，R20为经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的芳基或经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂芳基。在实施例中，R20为未经取代的烷基、未经取代的杂烷基、未经取代的环烷基、未经取代的杂环烷基、未经取代的芳基或未经取代的杂芳基。在实施例中，R20为氢或未经取代的烷基(例如，C1-C6烷基)。
在实施例中，R21为经取代或未经取代的烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)、经取代或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)、经取代或未经取代的环烷基(例如，C3-C8、C3-C6、C4-C6或C5-C6)、经取代或未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元、3元到6元、4元到6元、4元到5元或5元到6元)、经取代或未经取代的芳基(例如，C6-C10或苯基)或经取代或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元、5元到9元或5元到6元)。在实施例中，R21为经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的芳基或经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂芳基。在实施例中，R21为未经取代的烷基、未经取代的杂烷基、未经取代的环烷基、未经取代的杂环烷基、未经取代的芳基或未经取代的杂芳基。在实施例中，R21为氢或未经取代的烷基(例如，C1-C6烷基)。
在实施例中，亲脂性聚合物具有下结构：
Figure BDA0003263306310000521
其中X7为-O-、-NH-、-CO2-、-CONH-、-O2C-或-NHCO-；R22为氢、或经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基，并且R23为经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。在实施例中，R22是低聚乙二醇部分。
在实施例中，R22为经取代或未经取代的烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)、经取代或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)、经取代或未经取代的环烷基(例如，C3-C8、C3-C6、C4-C6或C5-C6)、经取代或未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元、3元到6元、4元到6元、4元到5元或5元到6元)、经取代或未经取代的芳基(例如，C6-C10或苯基)或经取代或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元、5元到9元或5元到6元)。在实施例中，R22为经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的芳基或经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂芳基。在实施例中，R22为未经取代的烷基、未经取代的杂烷基、未经取代的环烷基、未经取代的杂环烷基、未经取代的芳基或未经取代的杂芳基。在实施例中，R22为氢或未经取代的烷基(例如，C1-C6烷基)。
在实施例中，亲脂性聚合物结构域(例如，LP1、LP2)具有下式：
Figure BDA0003263306310000522
其中R100为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。R1、R2、R3、R4为氢、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基，并且n100为2或更大的整数，如本文所定义。
在实施例中，R1、R2、R3、R4独立地为经取代或未经取代的烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)、经取代或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)、经取代或未经取代的环烷基(例如，C3-C8、C3-C6、C4-C6或C5-C6)、经取代或未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元、3元到6元、4元到6元、4元到5元或5元到6元)、经取代或未经取代的芳基(例如，C6-C10或苯基)或经取代或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元、5元到9元或5元到6元)。在实施例中，R1、R2、R3、R4独立地为经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的芳基或经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂芳基。在实施例中，R1、R2、R3、R4独立地为未经取代的烷基、未经取代的杂烷基、未经取代的环烷基、未经取代的杂环烷基、未经取代的芳基或未经取代的杂芳基。在实施例中，R1、R2、R3、R4独立地为氢或未经取代的烷基(例如，C1-C6烷基)。在实施例中，R1、R2、R3、R4为氢。
在实施例中，亲脂性聚合物结构域具有式(Ic)：
Figure BDA0003263306310000531
其中R200为经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基，并且n200为2或更大的整数。在实施例中，R200是低聚乙二醇部分。在实施例中，R200是胺封端的低聚乙二醇部分。在实施例中，术语“低聚乙二醇部分”是指
Figure BDA0003263306310000532
和“胺封端的低聚乙二醇部分”是指
Figure BDA0003263306310000533
其中n200为2或更大的整数。
在实施例中，R200为经取代或未经取代的烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)、经取代或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)、经取代或未经取代的环烷基(例如，C3-C8、C3-C6、C4-C6或C5-C6)、经取代或未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元、3元到6元、4元到6元、4元到5元或5元到6元)、经取代或未经取代的芳基(例如，C6-C10或苯基)或经取代或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元、5元到9元或5元到6元)。在实施例中，R200为经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的芳基或经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂芳基。在实施例中，R200为未经取代的烷基、未经取代的杂烷基、未经取代的环烷基、未经取代的杂环烷基、未经取代的芳基或未经取代的杂芳基。在实施例中，R200为氢或未经取代的烷基(例如，C1-C6烷基)。在实施例中，R200是氢。
在实施例中，亲脂性聚合物结构域具有下式：
Figure BDA0003263306310000534
其中R为经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基，R300和R301独立地为氢或经取代或未经取代的烷基，并且n300如本文所定义。在实施例中，R302是低聚乙二醇部分。在实施例中，R是胺封端的低聚乙二醇部分。在实施例中，R300、R301和R302为氢。
在实施例中，R300、R301和R302独立地为经取代或未经取代的烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)、经取代或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)、经取代或未经取代的环烷基(例如，C3-C8、C3-C6、C4-C6或C5-C6)、经取代或未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元、3元到6元、4元到6元、4元到5元或5元到6元)、经取代或未经取代的芳基(例如，C6-C10或苯基)或经取代或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元、5元到9元或5元到6元)。在实施例中，R300、R301和R302独立地为经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的芳基或经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂芳基。在实施例中，R300、R301和R302独立地为未经取代的烷基、未经取代的杂烷基、未经取代的环烷基、未经取代的杂环烷基、未经取代的芳基或未经取代的杂芳基。在实施例中，R300、R301和R302独立地为氢或未经取代的烷基(例如，C1-C6烷基)。
在实施例中，亲脂性聚合物结构域具有下式，其中R在本文中定义为硬脂基、油基、亚油基、十二烷基、壬烯基和胆固醇：
Figure BDA0003263306310000541
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000551
Figure BDA0003263306310000552
其中LP1、LP2、IM、L2、
Figure BDA0003263306310000555
z1、z2、z3和z4如本文所定义。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000553
其中LP1、LP2、IM、L1、L2、
Figure BDA0003263306310000554
z1、z2、z3和z4如本文所定义。在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有式
Figure BDA0003263306310000561
其中LP1、LP2、IM、L1、L2、
Figure BDA0003263306310000562
z1、z2、z3和z4如本文所定义。在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000563
其中LP1、LP2、IM、L1、L2、
Figure BDA0003263306310000564
z1、z2、z3和z4如本文所定义。在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000565
其中LP1、LP2、IM、L1、L2、
Figure BDA0003263306310000566
z1、z2、z3和z4如本文所定义。在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有
下式：
Figure BDA0003263306310000567
其中LP1、LP2、IM、L1、L2、
Figure BDA0003263306310000568
z1、z2、z3和z4如本文所定义。
在实施例中，z1、z3和z4可以独立地为2-100、2-90、2-80、2-70、2-60、2-50、2-40、2-30、2-2或2-10范围内的整数，其中z1或z3中的至少一个不为0。在实施例中，z1、z3和z4可以独立地为2-100或2-50范围内的整数，其中z1或z3中的至少一个不为0。
在实施例中，z1为0。在实施例中，z1为1。在实施例中，z1为2。在实施例中，z1为3。在实施例中，z1为4。在实施例中，z1为5。在实施例中，z1为6。在实施例中，z1为7。在实施例中，z1为8。在实施例中，z1为9。在实施例中，z1为10。在实施例中，z1为11。在实施例中，z1为12。在实施例中，z1为13。在实施例中，z1为14。在实施例中，z1为15。在实施例中，z1为16。在实施例中，z1为17。在实施例中，z1为18。在实施例中，z1为19。在实施例中，z1为20。在实施例中，z1为21。在实施例中，z1为22。在实施例中，z1为23。在实施例中，z1为24。在实施例中，z1为25。在实施例中，z1为26。在实施例中，z1为27。在实施例中，z1为28。在实施例中，z1为29。在实施例中，z1为30。在实施例中，z1为31。在实施例中，z1为32。在实施例中，z1为33。在实施例中，z1为34。在实施例中，z1为35。在实施例中，z1为36。在实施例中，z1为37。在实施例中，z1为38。在实施例中，z1为39。在实施例中，z1为40。在实施例中，z1为41。在实施例中，z1为42。在实施例中，z1为43。在实施例中，z1为44。在实施例中，z1为45。在实施例中，z1为46。在实施例中，z1为47。在实施例中，z1为48。在实施例中，z1为49。在实施例中，z1为50。在实施例中，z1为51。在实施例中，z1为52。在实施例中，z1为53。在实施例中，z1为54。在实施例中，z1为55。在实施例中，z1为56。在实施例中，z1为57。在实施例中，z1为58。在实施例中，z1为59。在实施例中，z1为60。在实施例中，z1为61。在实施例中，z1为62。在实施例中，z1为63。在实施例中，z1为64。在实施例中，z1为65。在实施例中，z1为66。在实施例中，z1为67。在实施例中，z1为68。在实施例中，z1为69。在实施例中，z1为70。在实施例中，z1为71。在实施例中，z1为72。在实施例中，z1为73。在实施例中，z1为74。在实施例中，z1为75。在实施例中，z1为76。在实施例中，z1为77。在实施例中，z1为78。在实施例中，z1为79。在实施例中，z1为80。在实施例中，z1为81。在实施例中，z1为82。在实施例中，z1为83。在实施例中，z1为84。在实施例中，z1为85。在实施例中，z1为86。在实施例中，z1为87。在实施例中，z1为88。在实施例中，z1为89。在实施例中，z1为90。在实施例中，z1为91。在实施例中，z1为92。在实施例中，z1为93。在实施例中，z1为94。在实施例中，z1为95。在实施例中，z1为96。在实施例中，z1为97。在实施例中，z1为98。在实施例中，z1为99。在实施例中，z1为100。
在实施例中，z3为0。在实施例中，z3为1。在实施例中，z3为2。在实施例中，z3为3。在实施例中，z3为4。在实施例中，z3为5。在实施例中，z3为6。在实施例中，z3为7。在实施例中，z3为8。在实施例中，z3为9。在实施例中，z3为10。在实施例中，z3为11。在实施例中，z3为12。在实施例中，z3为13。在实施例中，z3为14。在实施例中，z3为15。在实施例中，z3为16。在实施例中，z3为17。在实施例中，z3为18。在实施例中，z3为19。在实施例中，z3为20。在实施例中，z3为21。在实施例中，z3为22。在实施例中，z3为23。在实施例中，z3为24。在实施例中，z3为25。在实施例中，z3为26。在实施例中，z3为27。在实施例中，z3为28。在实施例中，z3为29。在实施例中，z3为30。在实施例中，z3为31。在实施例中，z3为32。在实施例中，z3为33。在实施例中，z3为34。在实施例中，z3为35。在实施例中，z3为36。在实施例中，z3为37。在实施例中，z3为38。在实施例中，z3为39。在实施例中，z3为40。在实施例中，z3为41。在实施例中，z3为42。在实施例中，z3为43。在实施例中，z3为44。在实施例中，z3为45。在实施例中，z3为46。在实施例中，z3为47。在实施例中，z3为48。在实施例中，z3为49。在实施例中，z3为50。在实施例中，z3为51。在实施例中，z3为52。在实施例中，z3为53。在实施例中，z3为54。在实施例中，z3为55。在实施例中，z3为56。在实施例中，z3为57。在实施例中，z3为58。在实施例中，z3为59。在实施例中，z3为60。在实施例中，z3为61。在实施例中，z3为62。在实施例中，z3为63。在实施例中，z3为64。在实施例中，z3为65。在实施例中，z3为66。在实施例中，z3为67。在实施例中，z3为68。在实施例中，z3为69。在实施例中，z3为70。在实施例中，z3为71。在实施例中，z3为72。在实施例中，z3为73。在实施例中，z3为74。在实施例中，z3为75。在实施例中，z3为76。在实施例中，z3为77。在实施例中，z3为78。在实施例中，z3为79。在实施例中，z3为80。在实施例中，z3为81。在实施例中，z3为82。在实施例中，z3为83。在实施例中，z3为84。在实施例中，z3为85。在实施例中，z3为86。在实施例中，z3为87。在实施例中，z3为88。在实施例中，z3为89。在实施例中，z3为90。在实施例中，z3为91。在实施例中，z3为92。在实施例中，z3为93。在实施例中，z3为94。在实施例中，z3为95。在实施例中，z3为96。在实施例中，z3为97。在实施例中，z3为98。在实施例中，z3为99。在实施例中，z3为100。
在实施例中，z4为1。在实施例中，z4为2。在实施例中，z4为3。在实施例中，z4为4。在实施例中，z4为5。在实施例中，z4为6。在实施例中，z4为7。在实施例中，z4为8。在实施例中，z4为9。在实施例中，z4为10。在实施例中，z4为11。在实施例中，z4为12。在实施例中，z4为13。在实施例中，z4为14。在实施例中，z4为15。在实施例中，z4为16。在实施例中，z4为17。在实施例中，z4为18。在实施例中，z4为19。在实施例中，z4为20。在实施例中，z4为21。在实施例中，z4为22。在实施例中，z4为23。在实施例中，z4为24。在实施例中，z4为25。在实施例中，z4为26。在实施例中，z4为27。在实施例中，z4为28。在实施例中，z4为29。在实施例中，z4为30。在实施例中，z4为31。在实施例中，z4为32。在实施例中，z4为33。在实施例中，z4为34。在实施例中，z4为35。在实施例中，z4为36。在实施例中，z4为37。在实施例中，z4为38。在实施例中，z4为39。在实施例中，z4为40。在实施例中，z4为41。在实施例中，z4为42。在实施例中，z4为43。在实施例中，z4为44。在实施例中，z4为45。在实施例中，z4为46。在实施例中，z4为47。在实施例中，z4为48。在实施例中，z4为49。在实施例中，z4为50。在实施例中，z4为51。在实施例中，z4为52。在实施例中，z4为53。在实施例中，z4为54。在实施例中，z4为55。在实施例中，z4为56。在实施例中，z4为57。在实施例中，z4为58。在实施例中，z4为59。在实施例中，z4为60。在实施例中，z4为61。在实施例中，z4为62。在实施例中，z4为63。在实施例中，z4为64。在实施例中，z4为65。在实施例中，z4为66。在实施例中，z4为67。在实施例中，z4为68。在实施例中，z4为69。在实施例中，z4为70。在实施例中，z4为71。在实施例中，z4为72。在实施例中，z4为73。在实施例中，z4为74。在实施例中，z4为75。在实施例中，z4为76。在实施例中，z4为77。在实施例中，z4为78。在实施例中，z4为79。在实施例中，z4为80。在实施例中，z4为81。在实施例中，z4为82。在实施例中，z4为83。在实施例中，z4为84。在实施例中，z4为85。在实施例中，z4为86。在实施例中，z4为87。在实施例中，z4为88。在实施例中，z4为89。在实施例中，z4为90。在实施例中，z4为91。在实施例中，z4为92。在实施例中，z4为93。在实施例中，z4为94。在实施例中，z4为95。在实施例中，z4为96。在实施例中，z4为97。在实施例中，z4为98。在实施例中，z4为99。在实施例中，z4为100。
在实施例中，n为2。在实施例中，n为3。在实施例中，n为4。在实施例中，n为5。在实施例中，n为6。在实施例中，n为7。在实施例中，n为8。在实施例中，n为9。在实施例中，n为10。在实施例中，n为11。在实施例中，n为12。在实施例中，n为13。在实施例中，n为14。在实施例中，n为15。在实施例中，n为16。在实施例中，n为17。在实施例中，n为18。在实施例中，n为19。在实施例中，n为20。在实施例中，n为21。在实施例中，n为22。在实施例中，n为23。在实施例中，n为24。在实施例中，n为25。在实施例中，n为26。在实施例中，n为27。在实施例中，n为28。在实施例中，n为29。在实施例中，n为30。在实施例中，n为31。在实施例中，n为32。在实施例中，n为33。在实施例中，n为34。在实施例中，n为35。在实施例中，n为36。在实施例中，n为37。在实施例中，n为38。在实施例中，n为39。在实施例中，n为40。在实施例中，n为41。在实施例中，n为42。在实施例中，n为43。在实施例中，n为44。在实施例中，n为45。在实施例中，n为46。在实施例中，n为47。在实施例中，n为48。在实施例中，n为49。在实施例中，n为50。在实施例中，n为51。在实施例中，n为52。在实施例中，n为53。在实施例中，n为54。在实施例中，n为55。在实施例中，n为56。在实施例中，n为57。在实施例中，n为58。在实施例中，n为59。在实施例中，n为60。在实施例中，n为61。在实施例中，n为62。在实施例中，n为63。在实施例中，n为64。在实施例中，n为65。在实施例中，n为66。在实施例中，n为67。在实施例中，n为68。在实施例中，n为69。在实施例中，n为70。在实施例中，n为71。在实施例中，n为72。在实施例中，n为73。在实施例中，n为74。在实施例中，n为75。在实施例中，n为76。在实施例中，n为77。在实施例中，n为78。在实施例中，n为79。在实施例中，n为80。在实施例中，n为81。在实施例中，n为82。在实施例中，n为83。在实施例中，n为84。在实施例中，n为85。在实施例中，n为86。在实施例中，n为87。在实施例中，n为88。在实施例中，n为89。在实施例中，n为90。在实施例中，n为91。在实施例中，n为92。在实施例中，n为93。在实施例中，n为94。在实施例中，n为95。在实施例中，n为96。在实施例中，n为97。在实施例中，n为98。在实施例中，n为99。在实施例中，n为100。
在实施例中，n1为0。在实施例中，n1为1。在实施例中，n1为2。在实施例中，n1为3。在实施例中，n1为4。在实施例中，n1为5。在实施例中，n1为6。在实施例中，n1为7。在实施例中，n1为8。在实施例中，n1为9。在实施例中，n1为10。在实施例中，n1为11。在实施例中，n1为12。在实施例中，n1为13。在实施例中，n1为14。在实施例中，n1为15。在实施例中，n1为16。在实施例中，n1为17。在实施例中，n1为18。在实施例中，n1为19。在实施例中，n1为20。在实施例中，n1为21。在实施例中，n1为22。在实施例中，n1为23。在实施例中，n1为24。在实施例中，n1为25。在实施例中，n1为26。在实施例中，n1为27。在实施例中，n1为28。在实施例中，n1为29。在实施例中，n1为30。在实施例中，n1为31。在实施例中，n1为32。在实施例中，n1为33。在实施例中，n1为34。在实施例中，n1为35。在实施例中，n1为36。在实施例中，n1为37。在实施例中，n1为38。在实施例中，n1为39。在实施例中，n1为40。在实施例中，n1为41。在实施例中，n1为42。在实施例中，n1为43。在实施例中，n1为44。在实施例中，n1为45。在实施例中，n1为46。在实施例中，n1为47。在实施例中，n1为48。在实施例中，n1为49。在实施例中，n1为50。
在实施例中，n2为1。在实施例中，n2为2。在实施例中，n2为3。在实施例中，n2为4。在实施例中，n2为5。在实施例中，n2为6。在实施例中，n2为7。在实施例中，n2为8。在实施例中，n2为9。在实施例中，n2为10。在实施例中，n2为11。在实施例中，n2为12。在实施例中，n2为13。在实施例中，n2为14。在实施例中，n2为15。在实施例中，n2为16。在实施例中，n2为17。在实施例中，n2为18。在实施例中，n2为19。在实施例中，n2为20。在实施例中，n2为21。在实施例中，n2为22。在实施例中，n2为23。在实施例中，n2为24。在实施例中，n2为25。在实施例中，n2为26。在实施例中，n2为27。在实施例中，n2为28。在实施例中，n2为29。在实施例中，n2为30。在实施例中，n2为31。在实施例中，n2为32。在实施例中，n2为33。在实施例中，n2为34。在实施例中，n2为35。在实施例中，n2为36。在实施例中，n2为37。在实施例中，n2为38。在实施例中，n2为39。在实施例中，n2为40。在实施例中，n2为41。在实施例中，n2为42。在实施例中，n2为43。在实施例中，n2为44。在实施例中，n2为45。在实施例中，n2为46。在实施例中，n2为47。在实施例中，n2为48。在实施例中，n2为49。在实施例中，n2为50。在实施例中，n2为51。在实施例中，n2为52。在实施例中，n2为53。在实施例中，n2为54。在实施例中，n2为55。在实施例中，n2为56。在实施例中，n2为57。在实施例中，n2为58。在实施例中，n2为59。在实施例中，n2为60。在实施例中，n2为61。在实施例中，n2为62。在实施例中，n2为63。在实施例中，n2为64。在实施例中，n2为65。在实施例中，n2为66。在实施例中，n2为67。在实施例中，n2为68。在实施例中，n2为69。在实施例中，n2为70。在实施例中，n2为71。在实施例中，n2为72。在实施例中，n2为73。在实施例中，n2为74。在实施例中，n2为75。在实施例中，n2为76。在实施例中，n2为77。在实施例中，n2为78。在实施例中，n2为79。在实施例中，n2为80。在实施例中，n2为81。在实施例中，n2为82。在实施例中，n2为83。在实施例中，n2为84。在实施例中，n2为85。在实施例中，n2为86。在实施例中，n2为87。在实施例中，n2为88。在实施例中，n2为89。在实施例中，n2为90。在实施例中，n2为91。在实施例中，n2为92。在实施例中，n2为93。在实施例中，n2为94。在实施例中，n2为95。在实施例中，n2为96。在实施例中，n2为97。在实施例中，n2为98。在实施例中，n2为99。在实施例中，n2为100。
在实施例中，z2为2。在实施例中，z2为3。在实施例中，z2为4。在实施例中，z2为5。在实施例中，z2为6。在实施例中，z2为7。在实施例中，z2为8。在实施例中，z2为9。在实施例中，z2为10。在实施例中，z2为11。在实施例中，z2为12。在实施例中，z2为13。在实施例中，z2为14。在实施例中，z2为15。在实施例中，z2为16。在实施例中，z2为17。在实施例中，z2为18。在实施例中，z2为19。在实施例中，z2为20。在实施例中，z2为21。在实施例中，z2为22。在实施例中，z2为23。在实施例中，z2为24。在实施例中，z2为25。在实施例中，z2为26。在实施例中，z2为27。在实施例中，z2为28。在实施例中，z2为29。在实施例中，z2为30。在实施例中，z2为31。在实施例中，z2为32。在实施例中，z2为33。在实施例中，z2为34。在实施例中，z2为35。在实施例中，z2为36。在实施例中，z2为37。在实施例中，z2为38。在实施例中，z2为39。在实施例中，z2为40。在实施例中，z2为41。在实施例中，z2为42。在实施例中，z2为43。在实施例中，z2为44。在实施例中，z2为45。在实施例中，z2为46。在实施例中，z2为47。在实施例中，z2为48。在实施例中，z2为49。在实施例中，z2为50。在实施例中，z2为51。在实施例中，z2为52。在实施例中，z2为53。在实施例中，z2为54。在实施例中，z2为55。在实施例中，z2为56。在实施例中，z2为57。在实施例中，z2为58。在实施例中，z2为59。在实施例中，z2为60。在实施例中，z2为61。在实施例中，z2为62。在实施例中，z2为63。在实施例中，z2为64。在实施例中，z2为65。在实施例中，z2为66。在实施例中，z2为67。在实施例中，z2为68。在实施例中，z2为69。在实施例中，z2为70。在实施例中，z2为71。在实施例中，z2为72。在实施例中，z2为73。在实施例中，z2为74。在实施例中，z2为75。在实施例中，z2为76。在实施例中，z2为77。在实施例中，z2为78。在实施例中，z2为79。在实施例中，z2为80。在实施例中，z2为81。在实施例中，z2为82。在实施例中，z2为83。在实施例中，z2为84。在实施例中，z2为85。在实施例中，z2为86。在实施例中，z2为87。在实施例中，z2为88。在实施例中，z2为89。在实施例中，z2为90。在实施例中，z2为91。在实施例中，z2为92。在实施例中，z2为93。在实施例中，z2为94。在实施例中，z2为95。在实施例中，z2为96。在实施例中，z2为97。在实施例中，z2为98。在实施例中，z2为99。在实施例中，z2为100。
在实施例中，z5为1。在实施例中，z5为2。在实施例中，z5为3。在实施例中，z5为4。在实施例中，z5为5。在实施例中，z5为6。在实施例中，z5为7。在实施例中，z5为8。在实施例中，z5为9。在实施例中，z5为10。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有前述式中的任何一种，其中z2为2到100的整数。在实施例中，z2可以为2-100、2-90、2-80、2-70、2-60、2-50、2-40、2-30、2-2或2-10范围内的整数。在实施例中，z2为2-100或2-50的整数。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有前述式中的任何一种，其中z5为1到3的整数。在其它实施例中，z5为1或3。仍在一些其它实施例中，z5为1。在一些其它实施例中，z5为3。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有前述式中的任何一种，其中R2为氢。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有前述式中的任何一种，其中L2为键。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000601
其中n21为5，R201为油基，n22为5，R202为壬烯基并且z2为7。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000602
其中n21为5，R201为油基，L1为-O-，n22为5，R202为壬烯基并且z2为7。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000603
其中n21为5，R201为油基，n22为5，R202为壬烯基并且z2为7。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000604
其中n21为5，R201为油基，n22为5，R202为壬烯基并且z2为7。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000611
其中n21为5，R201为油基，L1为-O-，n22为5，R202为壬烯基并且z2为7。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000612
其中n21为5，R201为油基，n22为5，R202为壬烯基并且z2为7。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000613
其中n21为5，R201为油基，L1为-O-，n22为5，R202为壬烯基并且z2为7。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000614
其中n21为5，R201为油基，n22为5，R202为壬烯基并且z2为7。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000621
其中n21为5，R201为油基，L1为-O-，n22为5，R202为壬烯基并且z2为7。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000622
其中n21为5，R201为油基，n22为5，R202为壬烯基并且z2为7。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000623
其中n21为5，R201为油基，L1为-O-，n22为5，R202为壬烯基并且z2为7。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000624
其中n21为4，n22为4并且z2为8。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000631
其中n21为4，n22为4并且z2为8。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000632
其中n21为4，n22为4并且z2为8。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000633
其中n21为4，L1为-O-，n22为4并且z2为8。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000634
其中n21为4，n22为4并且z2为8。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000641
其中n21为4，L1为-O-，n22为4并且z2为8。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000642
其中n21为5，n22为6并且z2为10。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000643
其中n21为5，L1为-O-，n22为6并且z2为10。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000644
其中n21为5，n22为6并且z2为10。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000651
其中n21为5，L1为-O-，n22为6并且z2为10。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000652
其中n21为5，n22为6并且z2为10。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000653
其中n21为5，L1为-O-，n22为6并且z2为10。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000654
其中n21为14，R201为十二烷基并且z2为8。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000661
其中n21为14，L1为-O-，R201为十二烷基并且z2为8。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000662
其中n21为14，R201为十二烷基并且z2为8。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000663
其中n21为14，L1为-O-，R201为十二烷基并且z2为8。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000664
其中n21为14，R201为十二烷基并且z2为8。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000671
其中n21为14，L1为-O-，R201为十二烷基并且z2为8。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000672
其中n21为14，R201为十二烷基并且z2为8。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000673
其中n21为14，L1为-O-，R201为十二烷基并且z2为8。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000674
其中n21为14，R201为十二烷基并且z2为8。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000681
其中n21为14，L1为-O-，R201为十二烷基并且z2为8。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000682
其中n21为14，R201为十二烷基并且z2为8。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000683
其中n21为14，L1为-O-，R201为十二烷基并且z2为8。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000684
其中n21为10到20的整数；
R201独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；并且
z2独立地为3-10的整数。
在实施例中，n21为14，R201为十二烷基并且z2为8。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000691
其中
Figure BDA0003263306310000695
如本文所述，n21为10到20的整数并且L1如本文所述；
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000692
其中
Figure BDA0003263306310000696
如本文所述，n21为14；L1为-O-，R201为C12H25并且z2为8。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000693
其中
Figure BDA0003263306310000694
如本文所述，n21为12；L1为-O-，R201为C12H25并且z2为6。
R201独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；并且
z2独立地为3-10的整数。
在实施例中，n21为14，R201为十二烷基并且z2为8。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000701
其中n22为10到35的整数；
R202独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；并且
z2独立地为5-20的整数。
在实施例中，n22为14，R202为十二烷基并且z2为7。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000702
其中n22为10到35的整数；L1如本文所定义；
R202独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；并且
z2独立地为5-20的整数。
在实施例中，n22为14，R202为十二烷基并且z2为7。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000703
其中
Figure BDA0003263306310000704
如本文所述，n22为31；L1为-O-，R202为C12H25并且z2为10。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000711
其中
Figure BDA0003263306310000712
如本文所述，n22为15；L1为-O-，R202为C12H25并且z2为5。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000713
其中
Figure BDA0003263306310000714
如本文所述，n22为14；L1为-O-，R202为C12H25并且z2为7。
在实施例中，阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000715
其中
Figure BDA0003263306310000716
如本文所述，n22为16；L1为-O-，R202为C12H25并且z2为15。
在实施例中，细胞穿透复合物进一步包含第二阳离子两亲性聚合物，其中第二阳离子两亲性聚合物不同于阳离子两亲性聚合物。
在实施例中，第二阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000717
n23为1到100的整数；
z6为5-15的整数；
Figure BDA0003263306310000721
独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；并且
R203独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
在实施例中，第二阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000722
n23为1到100的整数；
z6为5-15的整数；
Figure BDA0003263306310000724
为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基或经取代或未经取代的亚杂芳基；
Figure BDA0003263306310000723
独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；并且
R203独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
在实施例中，R203为经取代或未经取代的烷基(例如，C1-C8、C1-C6、C1-C4或C1-C2)、经取代或未经取代的杂烷基(例如，2元到8元、2元到6元、4元到6元、2元到3元或4元到5元)、经取代或未经取代的环烷基(例如，C3-C8、C3-C6、C4-C6或C5-C6)、经取代或未经取代的杂环烷基(例如，3元到8元、3元到6元、4元到6元、4元到5元或5元到6元)、经取代或未经取代的芳基(例如，C6-C10或苯基)或经取代或未经取代的杂芳基(例如，5元到10元、5元到9元或5元到6元)。在实施例中，R203为经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂环烷基、经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的芳基或经取代(例如，被取代基、大小受限的取代基或低级取代基取代)或未经取代的杂芳基。在实施例中，R203为未经取代的烷基、未经取代的杂烷基、未经取代的环烷基、未经取代的杂环烷基、未经取代的芳基或未经取代的杂芳基。在实施例中，R203为氢或未经取代的烷基(例如，C1-C6烷基)。
在实施例中，R203为未经取代的C1-C30烷基。在实施例中，R203为未经取代的C1-C20烷基。在实施例中，R203为未经取代的C8-C30烷基。在实施例中，R203为未经取代的C8-C20烷基。在实施例中，R203为未经取代的C9-C20烷基。在实施例中，R203为未经取代的C9-C18烷基。在实施例中，R203为未经取代的C18烷基。在实施例中，R203为未经取代的C17烷基。在实施例中，R203为未经取代的C16烷基。在实施例中，R203为未经取代的C15烷基。在实施例中，R203为未经取代的C14烷基。在实施例中，R203为未经取代的C13烷基。在实施例中，R203为未经取代的C12烷基。在实施例中，R203为未经取代的C11烷基。在实施例中，R203为未经取代的C10烷基。在实施例中，R203为未经取代的C9烷基。在实施例中，R203为未经取代的C8烷基。在实施例中，R203为未经取代的C7烷基。在实施例中，R203为未经取代的C6烷基。在实施例中，R203为未经取代的C5烷基。在实施例中，R203为未经取代的C4烷基。在实施例中，R203为未经取代的C3烷基。在实施例中，R203为未经取代的C2烷基。
在实施例中，R203为未经取代的C1-C30烯基。在实施例中，R203为未经取代的C1-C20烯基。在实施例中，R203为未经取代的C8-C30烯基。在实施例中，R203为未经取代的C8-C20烯基。在实施例中，R203为未经取代的C9-C20烯基。在实施例中，R203为未经取代的C9-C18烯基。在实施例中，R203为未经取代的C18烯基。在实施例中，R203为未经取代的C17烯基。在实施例中，R203为未经取代的C16烯基。在实施例中，R203为未经取代的C15烯基。在实施例中，R203为未经取代的C14烯基。在实施例中，R203为未经取代的C13烯基。在实施例中，R203为未经取代的C12烯基。在实施例中，R203为未经取代的C11烯基。在实施例中，R203为未经取代的C10烯基。在实施例中，R203为未经取代的C9烯基。在实施例中，R203为未经取代的C8烯基。在实施例中，R203为未经取代的C7烯基。在实施例中，R203为未经取代的C6烯基。在实施例中，R203为未经取代的C5烯基。在实施例中，R203为未经取代的C4烯基。在实施例中，R203为未经取代的C3烯基。在实施例中，R203为未经取代的C2烯基。
在实施例中，第二阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000731
其中
Figure BDA0003263306310000734
如本文所述，
Figure BDA0003263306310000735
为-O-，z6为16，R203为C12H25并且n23为15。
在实施例中，第二阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000732
其中
Figure BDA0003263306310000736
如本文所述，
Figure BDA0003263306310000737
为-O-，z6为11，R203为C12H25并且n23为13。
在实施例中，R203为硬脂基部分(例如，未经取代的C18烷基)。在实施例中，R203为油基部分(例如，未经取代的C18烯基)。在实施例中，R203为亚油基部分(例如，未经取代的C18烯基)。在实施例中，R203为十二烷基部分(例如，未经取代的C12烷基)。在实施例中，R203为壬烯基部分(例如，未经取代的C9烯基)。
在实施例中，R203为
Figure BDA0003263306310000733
在实施例中，n23为13，z6为11并且R203为十二烷基。
在实施例中，CART具有下式：
Figure BDA0003263306310000741
Figure BDA0003263306310000751
Figure BDA0003263306310000761
在一方面，提供了一种细胞穿透复合物，其包含与第一阳离子两亲性聚合物和第二两亲性聚合物非共价结合的核酸，其中所述第一阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000762
其中
Figure BDA0003263306310000763
独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
Figure BDA0003263306310000772
独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、独立地为-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、独立地为-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L1和L2独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基或经取代或未经取代的亚杂芳基；
LP1和LP2独立地为亲脂性聚合物结构域；
X1为键、-C(R5)(R6)-、-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-、-O-C(R5)(R6)-或-O-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)；
X2为-O-或-S-；
R1、R2、R5、R6、R7和R8独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L4独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基或经取代或未经取代的亚杂烷基；
R40、R41和R42独立地为氢、经取代或未经取代的烷基或经取代或未经取代的杂烷基；
Z为-S-、-S+R13-、-NR13-或-N+(R13)(H)；
R13为氢、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、＝O、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO2NH2、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
n1为0到50的整数；
z1和z3独立地为0到100的整数，其中z1或z3中的至少一个不为0；
z2为2到100的整数；
z4为1到100的整数；
z5为1到10的整数；并且其中所述第一阳离子两亲性聚合物和所述第二两亲性聚合物不同。
第一阳离子两亲性聚合物可以是本文提供的任何阳离子两亲性聚合物，包含其实施例。第二阳离子两亲性聚合物可以是本文提供的任何阳离子两亲性聚合物，包含其实施例，或者其可以是可用于本文提供的复合物的任何其它阳离子两亲性聚合物。在实施例中，第二阳离子两亲性聚合物是在公开为WO2018/022930的PCT申请序列号PCT/US17/44238中描述的任何阳离子两亲性聚合物，所述申请通过引用以其整体并且出于所有目的并入本文。
在实施例中，第一阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000771
其中n21为10到20的整数；
R201独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；并且
z2独立地为3-10的整数。
在实施例中，n21为14，R201为十二烷基并且z2为8。
在实施例中，第一阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000781
其中n22为10到35的整数；
R202独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；并且
z2独立地为5-20的整数。
在实施例中，n22为14，R202为十二烷基并且z2为7。
在实施例中，第二阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000782
其中n23为1到100的整数；
z6为5-15的整数；并且
Figure BDA0003263306310000792
独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
Figure BDA0003263306310000793
为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基或经取代或未经取代的亚杂芳基；并且
R203独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
在实施例中，n23为13，z6为11并且R203为十二烷基。
在实施例中，第一阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000791
其中n21为14，R201为十二烷基并且z2为8；并且
其中第二阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000801
其中n23为13，R203为十二烷基并且z6为11。
在实施例中，第一阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000802
其中n22为10-35的整数，R202为十二烷基并且z2为3-15；并且
其中第二阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000803
Figure BDA0003263306310000811
其中n23为13，R203为十二烷基并且z6为11。
在一方面，提供了一种纳米颗粒组合物，其包含多种如本文所述的细胞穿透复合物，包含实施例。
在一方面，提供了一种药物组合物，其包含如本文所述的细胞穿透复合物，包含实施例，以及药物赋形剂。
在实施例中，核酸是DNA或RNA，如信使RNA(mRNA)、小分子干扰RNA(siRNA)、短发夹RNA(shRNA)、微RNA(miRNA)、导向RNA(gRNA)、CRISPR RNA(crRNA)、转录活化RNA(tracrRNA)、质粒DNA(pDNA)、微环DNA、基因组DNA(gNDA)。细胞穿透复合物可以进一步包含蛋白质或肽。
在实施例中，核酸是信使RNA(mRNA)、小分子干扰RNA(siRNA)、短发夹RNA(shRNA)、微RNA(miRNA)、导向RNA(gRNA)、CRISPR RNA(crRNA)、转录活化RNA(tracrRNA)、质粒DNA(pDNA)、微环DNA或基因组DNA(gNDA)。
进一步关于本文公开的细胞穿透复合物及其实施例，在实施例中，细胞穿透复合物进一步包含多个亲脂性部分。
进一步关于本文公开的细胞穿透复合物及其实施例，在实施例中，细胞穿透复合物进一步包含多个分解结构域。
进一步关于本文公开的细胞穿透复合物及其实施例，在实施例中，上述阳离子序列的反阴离子可以包含本领域已知的常见反离子，如例如乙酸盐、三氟乙酸盐、三氟甲磺酸盐、氯化物、溴化物、硫酸盐、磷酸盐、琥珀酸盐或柠檬酸盐。在实施例中，反阴离子是乙酸盐、三氟乙酸盐、三氟甲磺酸盐、氯化物、溴化物、硫酸盐、磷酸盐、琥珀酸盐或柠檬酸盐。
在一方面，提供了一种纳米颗粒组合物，其包含多种本文提供的细胞穿透复合物，包含其实施例。
在一方面，提供了一种药物组合物，其包含本文提供的细胞穿透复合物，包含其实施例。
转染
在另一方面，提供了一种将核酸转染到细胞中的方法，所述方法包含使细胞与本文公开的细胞穿透复合物或其实施例接触。本文提供的组合物(包含其实施例)尤其可用于将核酸靶向递送至肺部。
在实施例中，所述方法进一步包含允许阳离子两亲性聚合物在细胞内降解，从而形成降解产物。在实施例中，降解产物是经取代或未经取代的二酮哌嗪。
进一步关于将核酸转染到细胞中的方法的任何实施例，在实施例中，核酸是mRNA。在实施例中，所述方法进一步包含允许mRNA在细胞中表达。在实施例中，细胞形成生物体的一部分。在实施例中，生物体是人。
本文尤其提供了新颖的材料和策略，其实现或增强寡核苷酸和聚阴离子货物(例如信使RNA(mRNA))在体外和体内复合、保护、递送和释放到靶细胞、组织和器官中。
例如，本文公开的一种用于mRNA递送的策略是使用可生物降解的聚(碳酸酯-共-氨基酯)低聚物及其变体来实现的，这些低聚物和变体被发现静电复合聚阴离子(如mRNA)，从而产生保护mRNA货物的非共价大分子颗粒，很容易进入细胞并独特地释放寡核苷酸货物。细胞中释放的mRNA然后通过细胞过程转化为肽和蛋白质，其序列和活性由mRNA序列决定。
因此，提供了，例如，与使用核酸本身和已知基因递送载体相比，大大提高的细胞转染效率。用于递送mRNA的材料和策略也可用于递送其它寡核苷酸，如siRNA、pDNA、shRNA和gDNA。这些材料和策略还可用于递送其它阴离子生物分子，如肝素、无机多磷酸盐和肌醇多磷酸盐(例如，IP3、IP7、IP8)。这种递送可以用多种人类和非人类细胞系，以及通过多种体内施用模式实现，所述体内施用模式包含但不限于肌肉内、静脉内、腹膜内、眼内、鼻内、皮下、口腔和局部。本文公开的聚(碳酸酯-共-氨基酯)可用作例如可定制的、可生物降解的、生物相容的材料，用于生物医学疗法、成像和设备中的应用。与可生物降解的无毒化合物材料(如戊内酯、己内酯、丙交酯和环状碳酸酯)的共聚允许调节物理和生物性质，包含货物释放速率、疏水性、靶向配体的并入、生物分布和毒性。
因此，在一些实施例中，本文提供的试剂包含低聚物、聚合物、共聚低聚物和共聚物，其可以衍生自环状氨基酯和环状甲基亚甲基碳酸酯(MTC)单体。环状氨基酯具有吗啉-2-酮及其同源物的基础结构，可能具有多种取代模式，包含以下内容。
(1)与各种疏水基团(例如，R＝烷基、烯基、芳基、多环，包含类固醇、杂环)、阳离子基团(例如，铵、鏻、锍、胍，包含与氨基酸(如甘氨酸、赖氨酸、鸟氨酸、精氨酸)的酰化)、阴离子基团(例如，羧酸盐、硫酸盐、磷酸盐)或亲水性(例如，PEG)氨基甲酸酯的N-酰化。用N-Boc或N-Cbz基团保护吗啉氮，然后进行有机催化开环低聚或聚合，可以提供对阳离子聚合物或低聚物主链的脱保护。
(2)酯羰基旁边的α-烷基化或官能化，选择上述可能的官能团以允许货物复合和随后的货物通过生物降解释放。
(3)具有上述官能团的吗啡啉氮的近端烷基化。
(4)上述修饰的组合。
另外，可通过混合两种或多种吗啉-2-酮单体，或通过一种或多种吗啉-2-酮单体与本文所述的一种或多种环状碳酸酯单体的共聚(或共聚低聚)制备共聚物或共聚低聚物(嵌段或统计)。这些碳酸酯单体可以并入类似的多种侧链官能团，特别是亲脂性基团或阳离子基团，以调节寡核苷酸的稳定性、递送和释放性质。此外，可以使用多种其它市售环酯单体，包含但不限于丙交酯、乙交酯、戊内酯和/或己内酯，以并入亲脂性官能团。
聚氨基酯和聚(碳酸酯-共-氨基酯)的合成是通过吗啉-2-通和环状碳酸酯单体的开环聚合和/或共聚来实现的。N-Boc保护的吗啉酮(MBoc)使用有机催化系统聚合成高转化率(>85％)、可调Mn(1kDa-20kDa)和低分子量分布(Mw/Mn-1.1-1.3)。Boc基团的聚合后脱保护提供了阳离子(二质子，仲胺)水溶性聚合物(--0.5M，于D20中，稳定>3天)。此外，MBoc与MTC-十二烷基碳酸酯单体共聚，然后脱保护，以高产率(>60％)产生中等电荷的阳离子材料，具有窄多分散性(<1.4PDI)和可调嵌段长度。嵌段长度由引发剂与单体的比率控制。
聚氨基酯和聚(碳酸酯-共-氨基酯)是生物相容的和生物可降解的。阳离子聚氨基酯通过新颖的pH依赖性和缓冲液依赖性分解机制快速降解，得到在一个实施例中的双-N-羟基乙基-2,5-哌嗪二酮双-羟基乙基甘氨酸。这种不可预见的降解产生了一种在处理浓度下无毒的产物，而单体形式(进一步水解的预期产物)是美拉德反应(Maillard reaction)中磷脂修饰的天然生物标志物。氨基酯/碳酸酯共聚物的碳酸酯片段通过水解和脱羧降解，其副产物先前已被证明是无毒的。由于其独特的降解机制，新的聚合和低聚(碳酸酯-共-氨基酯)作为基因传递剂表现出意想不到的性能。这些新材料以中等的理论电荷比(例如，约10:1)非共价复合、保护、递送和释放mRNA，从而在体外和体内导致卓越的转染效率(在一些情况下>99％)和基因表达的稳健诱导。该策略可有效递送不同长度的mRNA分子(测试1000和2000个核苷酸转录本)。在一个实施例中，通过将阳离子聚(碳酸酯-共-氨基酯)与阴离子货物配制以形成大小为200-400nm的自组装颗粒来实现基因递送。这些颗粒在细胞内基因传递所需的时间尺度上是稳定的，然后一旦进入细胞，它们就会释放寡核苷酸货物。虽然不受任何特定理论的束缚，但这些材料降解为双-N-羟乙基-2,5-哌嗪二酮产物双-羟乙基甘氨酸。用mRNA/两亲性复合物处理各种人类和非人类细胞系(例如，HeLa、HaCaT、J774、HEK293)导致通过多种使用模式(肌肉内和静脉内测试)在体外和体内诱导蛋白质表达(例如，GFP、萤光素酶)。
通过流式细胞术和荧光显微镜(GFP)以及生物发光(萤火虫荧光素酶)，使用编码荧光报告基因的mRNA测量了蛋白质表达。与商业标准脂染胺(Lipofectamine)2000以及之前描述的用于siRNA递送的许多其它先导化合物相比，聚(碳酸酯-共-氨基酯)已被证明是更有效的转染剂。
在实施例中，通过在存在被选择用于调节所得复合物的稳定性和大小、增加细胞摄取、调节mRNA从复合物释放的速率的第三组分的情况下配制混合的两亲性低聚物与mRNA货物来实现基因递送，并增强货物mRNA的表达。第三组分包含但不限于配位金属，如Zn+2、Mg+2、Ca+2等；动态非共价交联剂，如碳水化合物，反离子，如Cl-、AcO-、琥珀酸盐和柠檬酸盐；以及溶解度调节剂，如脂质和PEG。
此项技术的应用可以包含：临床应用：(1a)核酸转染载体：虽然多年来已经提出利用DNA和RNA来治疗遗传疾病，但基因疗法临床应用的最大障碍仍然是有效递送寡核苷酸货物(1b)预防传染病的RNA疫苗接种：基于mRNA的疫苗显示出比DNA疫苗更强大的安全优势，然而目前它们在临床上受到将mRNA递送到细胞中的限制。该应用目前正在临床上进行研究，但最先进的技术需要从患者中去除原代细胞以通过电穿孔进行体外转染，然后将经转化的细胞重新引入患者体内。使用我们的递送技术直接在体内诱导mRNA表达，此方法可以得到显著改进。(1c)干细胞诱导：通过使用我们的技术诱导4种已知的转录因子的表达，可以在未分化的干细胞中诱导多能性。聚(碳酸酯-共-氨基酯)递送媒剂的模块化性质使得能够同时便利地递送所有四种必要的mRNA转录物。(1)基础研究应用包含但不限于：经培养细胞的体外转染、使用CRISPR/Cas9进行基因编辑、使用组合基因表达(mRNA翻译)和基因敲落(RNAi)进行通路验证。癌症免疫疗法、过敏耐受性、蛋白质替代疗法、基因编辑、诊断、
本公开的复合物、组合物和方法的优点可以包含，例如：
(1)比市售转染剂脂染胺(Lipofectamine)2000更高的体外mRNA转染效率，即使在如J774巨噬细胞等难以转染的细胞系中，也能提高功效，同时提高耐受性。
(2)稳健的体内基因表达(BALB/c小鼠)，这证明了该技术的临床适用性，从而避免了脂染胺等阳离子载剂的毒性，并为体外基因递送和表达方法提供了临床替代方案。
(3)不同的体内基因表达可以使用不同的施用途径来实现，肝和脾表达在静脉注射时占主导地位，而局部表达通过肌肉内(例如)递送在施用部位持续。鼻腔递送提供到粘膜和/或肺摄取的途径。
(4)快速降解为已知代谢物(双羟乙基甘氨酸)，从而实现有效的基因表达
(5)以pH依赖性方式释放mRNA，如携带寡核苷酸的颗粒在低pH环境(如皮肤或肠道)中表现出稳定性，但在较高pH环境中降解。
(6)材料可以通过无金属合成轻松获得，以制造具有目标分子量和对分散的高度控制的低聚物、聚合物或嵌段/统计共聚物或共聚低聚物。
(7)材料可以通过在形成的颗粒表面添加叶酸或生物素等靶向配体或通过与单克隆抗体连接来进行靶向。
(8)阳离子聚氨基酯结构域向可分离的中性小分子的特定分解机制导致形成生物相容性/可生物降解的产物，双-N-羟乙基-2,5-哌嗪二酮，即羟乙基甘氨酸的环状二聚体。
复合物、组合物和方法的特征包含以下内容。在实施例中，聚(碳酸酯-共-氨基酯)、聚(氨基酯)及其衍生的阳离子材料可表现出以下性质和功能中的至少一种：
(1)阳离子聚氨基酯的特异性、pH响应性分解机制，其产生生物相容性/生物可降解的羟乙基甘氨酸二聚体；即使在其它响应性生物材料中，导致寡核苷酸货物释放的这些材料的结构域也是独一无二的，因为其通过意外的分子内键形成事件发生，所述事件导致阳离子铵的不可逆中和，以快速触发阴离子货物的释放。
(2)分子内降解的可分离产物，如双-N-羟乙基-2,5-哌嗪-7-二酮，其进一步降解为羟乙基甘氨酸。
(3)提供一个活动的时间窗口，使得阴离子货物被静电包装成颗粒以供递送，然后在细胞内化后迅速释放。
(4)通过控制大分子架构实现多种内酯单体的共聚。官能化的单体可以以嵌段或统计架构聚合，这进一步允许多种单体类型(如环状碳酸酯或磷酸酯)的组合。
(5)即使在局部或全身施用时，在体内使用这些材料也可能没有急性毒性，这表明在治疗反应所需的浓度下具有高耐受性。
(6)作为基因递送媒剂，聚(碳酸酯-共-氨基酯)能够有效递送和释放包含信使RNA的寡核苷酸。MTC-十二烷基碳酸酯和N-Boc吗啉-2-酮单体的两亲性嵌段共聚低聚物可以与大的阴离子货物(如mRNA)一起配制，以形成稳定的亚400nm颗粒。这些产生的颗粒可以有效地被细胞吸收并释放其mRNA货物，从而导致稳健的基因表达。这一概念已在多种细胞系的体外和小鼠体内研究中得到证实。这些材料的功效已被证明是由于阳离子氨基酯嵌段的pH响应性重排形成中性小分子双-N-羟乙基-2,5-哌啶二酮双-羟乙基甘氨酸。虽然之前已经报道了其它阳离子基因递送媒剂，但这些低聚(碳酸酯-共-氨基酯)是独一无二的，并且是表现最好的，因为它们具有在适合细胞摄取的时间尺度上释放mRNA(或其它寡核苷酸)货物的独特能力及其耐受性。
(7)凭验确定的mRNA递送的最佳长度与我们的现有技术不同，因为MTC-十二烷基碳酸酯和N-Boc吗啉-2-酮结构域的平均DP 12二嵌段表现最佳。这个长度比市售的阳离子多胺载体(如PEI)短得多；其也比我们之前发现的siRNA递送载体更长(参考文献WO2013036532 Al和《美国国家科学院院刊》2012,109(33),13171-13176)。
在一方面，本文提供了一种将核酸转染到细胞(例如，肺细胞)中的方法。所述方法包含使细胞与本文所述的细胞穿透复合物(包含其实施例)接触。在实施例中，所述方法引起细胞中的基因编辑。在实施例中，基因编辑可以涵盖基因组编辑或基因组编辑，这是一种基因工程，其中使用分离的或工程化的核酸酶系统在活生物体的基因组中插入、删除或替换DNA。在某些实施例中，本文公开的方法可用于递送可在转染的细胞中引起基因编辑的遗传工具或系统。用于基因编辑的遗传工具或系统的一些非限制性实例包含CRISPR-Cas系统和转座子系统。
在一个方面，通过根据一些实施例的转染方法转染的核酸(即货物核酸)可以具有一个或多个载体，所述载体具有编码与细胞基因组中的靶序列杂交的CRISPR-Cas系统导向RNA的第一核苷酸序列和编码Cas9蛋白的第二核苷酸序列。在某些实施例中，第一核苷酸序列和第二核苷酸序列可以定位在相同或不同的载体上。
一般而言，采用CRISPR/Cas9的系统为基因编辑提供高保真度和相对简单的构造。该系统的特异性取决于两个因素：目标序列和原型间隔区相邻基序(PAM)。目标序列可以是例如20个碱基长，作为crRNA阵列中每个CRISPR基因座的一部分。crRNA阵列可以有多个独特的目标序列。Cas9蛋白可以通过利用序列与宿主DNA上的碱基对结合来选择宿主基因组上的正确位置。Cas9可以识别宿主基因组上的PAM序列。一旦元件被组装好，例如进入一个或多个质粒并转染到细胞中，Cas9蛋白在crRNA的帮助下可以在宿主细胞的DNA中找到正确的序列，并且在DNA中产生单链或双链断裂(取决于Cas9变体)。宿主DNA中正确间隔的断裂可以触发同源定向修复。提供DNA修复模板可以允许在基因组内的预期位置插入特定的DNA序列。一旦并入，新序列现在是细胞遗传物质的一部分，并且可以传递到其子细胞中。本领域中有许多在线工具可用于帮助设计有效的sgRNA序列。根据一些实施例，根据本文某些实施例的方法和组合物可以递送或转染编码CRISPR-Cas系统导向RNA的核苷酸序列和编码Cas9蛋白的核苷酸序列，以在转染的细胞中诱导基因编辑。
在一些实施例中，通过根据某些实施例的转染方法转染的货物核酸可以具有CRISPR RNA(crRNA)。在一些实施例中，该crRNA可以位于编码CRISPR-Cas系统向导RNA的第一核苷酸序列的相同载体中。
在一些实施例中，通过根据某些实施例的转染方法转染的货物核酸可以具有转录活化RNA(tracrRNA)。在一些实施例中，该tracrRNA可以位于编码Cas9蛋白的第二核苷酸序列的相同载体中。
在一些实施例中，在根据一些实施例的转染方法中使用的Cas9蛋白可以是经密码子优化的，以在转染的细胞中表达。
在另一方面，通过根据一些实施例的转染方法转染的核酸(即货物核酸)可以具有一个或多个载体，所述载体具有编码转座酶的第一核苷酸序列和具有侧翼为转座酶识别位点的所关注基因的核酸序列的第二核苷酸序列。在一些实施例中，第一核苷酸序列和第二核苷酸序列可以位于相同或不同的载体上。
转座元件(或转座子)通常是指可以改变其在基因组中的位置的DNA序列，有时会产生或逆转突变并改变细胞的遗传组成和基因组大小。转座酶通常是指可以与转座子结合并催化转座子移动到基因组的另一部分(例如通过剪切和粘贴机制或复制换位机制)的酶。在细胞中引入转座酶和侧翼为转座酶识别位点的所关注基因可以诱导所关注基因插入细胞基因组中。根据一些实施例，根据本文某些实施例的方法和组合物可以递送或转染编码转座酶和所关注基因的核酸，以在转染的细胞中诱导基因编辑。
在实施例中，根据一些实施例的转染方法中使用的转座酶可以识别和切除基因组序列。在一些其它实施例中，通过转染方法转染的所关注基因的核酸序列可以整合到转染的细胞的基因组中。
在实施例中，通过根据一些实施例的转染方法进行的基因编辑可引起以下中的一种或多种：DNA缺失、基因破坏、DNA插入、DNA倒位、点突变、DNA更换、敲入和敲除。
在一方面，提供了一种将核酸转染到细胞中的方法。所述方法包含使细胞与本文提供的细胞穿透复合物接触，包含其实施例。在实施例中，所述细胞是肺细胞。
用于肺部递送的方法和组合物
在另一方面，本文提供了将核酸递送至肺细胞的方法(例如，在有需要的受试者中体外或体内)。在实施例中，所述方法可以使用本文提供的细胞穿透复合物(包含其实施例)治疗和/或预防疾病或病状。所述方法通常包含单独地(例如，以单一疗法形式)或与一种或多种另外的成分(例如，药学上可接受的赋形剂和/或另外的治疗剂)组合(例如，以组合疗法形式)向有需要的受试者施用治疗有效量的本文提供的细胞穿透复合物(包含其实施例)或包含本文所述的细胞穿透复合物的药物组合物。
因此，在一方面，提供了一种将核酸递送至有需要的受试者的肺部的方法，所述方法包含向所述受试者施用本文提供的细胞穿透复合物，包含其实施例。
在实施例中，细胞穿透复合物不直接施用于肺部。
在实施例中，静脉内施用细胞穿透复合物。在实施例中，肌肉内、腹膜内、鼻内、局部、每管饲法或眼内施用细胞穿透复合物。
在一方面，提供了一种在有需要的受试者中治疗肺病的方法。所述方法包含施用治疗有效量的本文提供的细胞穿透复合物，包含其实施例。术语“肺病(lung disease)”、“肺部疾病(pulmonary disease)”、“肺部病症(pulmonary disorder)”等在本文中可互换使用。该术语用于泛指以呼吸困难、咳嗽、气道不适和炎症、粘液增多和/或肺纤维化为特征的肺部病症。肺病的非限制性实例包含肺癌、囊性纤维化、哮喘、慢性阻塞性肺病(COPD)、支气管炎、肺气肿、支气管扩张、肺水肿、肺纤维化、结节病、肺动脉高压、肺炎、结核病、间质性肺纤维化(IPF)、间质性肺病(ILD)、急性间质性肺炎(A1P)、呼吸性细支气管炎相关间质性肺病(RBILD)、脱屑性间质性肺炎(DIP)、非特异性间质性肺炎(NSIP)、特发性间质性肺炎(IIP)、闭塞性细支气管炎、伴组织性肺炎(BOOP)、限制性肺病或胸膜炎。
在一方面，提供了一种将核酸递送至有需要的受试者的多个组织的方法。所述方法包含向所述受试者施用第一细胞穿透复合物和第二细胞穿透复合物，其中所述第一细胞穿透复合物是本文提供的细胞穿透复合物，包含其实施例，并且其中所述第一细胞穿透复合物和所述第二细胞穿透复合物在化学上是不同的。当第一细胞穿透复合物和第二细胞穿透复合物在化学上不同时，第一细胞穿透复合物不落入第二细胞穿透复合物的属。在实施例中，第二细胞穿透复合物是在出版的PCT申请WO 2018/022930中描述的任何细胞穿透复合物，所述申请通过引用以其整体并且出于所有目的并入本文。
在实施例中，多个组织包含脾、肝、肺、肾、心脏、胸腺、肌肉、脑、卵巢、肠道相关淋巴组织(GALT)、胰腺、骨髓、淋巴结、造血来源的循环细胞和肾上腺中的至少两个。
在一方面，提供了一种将核酸转染到细胞中的方法，所述方法包含使细胞与本文所述的细胞穿透复合物(包含实施例)接触。在实施例中，所述细胞是肺细胞。在实施例中，所述细胞是网织红细胞。在实施例中，所述细胞是造血干细胞。
在一方面，提供了一种将核酸转染到网织红细胞中的方法，所述方法包含使细胞与本文所述的细胞穿透复合物(包含实施例)接触。
在一方面，提供了一种将核酸转染到造血干细胞中的方法，所述方法包含使细胞与本文所述的细胞穿透复合物(包含其实施例)接触。
在一方面，提供了一种将核酸递送至有需要的受试者的肺部的方法，所述方法包含向受试者施用如本文所述的细胞穿透复合物，包含实施例。在实施例中，细胞穿透复合物不直接施用于肺部。在实施例中，静脉内施用细胞穿透复合物。
在一方面，提供了一种将核酸递送至有需要的受试者的多个组织的方法，所述方法包含施用如本文所述的细胞穿透复合物，包含实施例。
在实施例中，多个组织包含脾、肝、肺、肾、心脏、胸腺、肌肉、脑、卵巢、肠道相关淋巴组织(GALT)、胰腺、骨髓、淋巴结、造血来源的循环细胞或肾上腺中的至少一个。
本文提供的细胞穿透复合物(包含其实施例)或包含本文提供的细胞穿透复合物的药物组合物可用作疫苗，所述疫苗可在施用细胞穿透复合物或其药物组合物的受试者中诱导免疫反应。
在一些实施例中，疫苗可具有预防活性，使得疫苗可以预防受试者中的疾病或病状或降低所述疾病或病状发生的可能性。在疫苗用于预防目的的一些实例中，受试者可以是没有疾病或病状的动物，例如未被诊断出患有疾病或病状或没有与该疾病或病状相关的明显症状的人。在一些其它实施例中，疫苗具有治疗效果，使得疫苗可用于治疗疾病或病状。治疗性疫苗的一些实例可以包含但不限于可以施用给已经患有癌症的患者的癌症疫苗。癌症疫苗可以表现出一种或多种抗癌活性，例如癌细胞数量的减少、癌症大小的减少、癌细胞的杀伤、转移的减少和/或抑制以及癌细胞生长和/或增殖的减少。在一些其它实施例中，癌症疫苗也可用于预防目的，尤其是在被认为易患癌症但目前没有患癌症的受试者中。预防性疫苗可以施用于易患某种癌症的受试者，并预防受试者中的癌症或降低所述癌症发生的可能性。
一方面，本公开提供了一种在有需要的受试者中诱导针对疾病的免疫反应的方法。所述方法可以含有向受试者施用有效量的细胞穿透复合物。
在一些实施例中，细胞穿透复合物可用作疫苗，所述疫苗可在施用该复合物的受试者中诱导免疫反应。复合物可以含有与阳离子两亲性聚合物非共价结合的核酸，并且所述阳离子两亲性聚合物可以具有pH敏感性分解结构域。
在一些实施例中，疫苗或疫苗组合物靶向的疾病或病状可以包含但不限于自身免疫性、炎症性、癌症、感染性、代谢性、发育性、心血管、肝脏、肠道、内分泌、神经系统或其它疾病。
在一些实施例中，包含在疫苗或其组合物中的核酸可以是编码抗原性或免疫原性表位的核酸序列。例如，当涉及传染病时，疫苗中包含的核酸可以编码已知在传染病病原体(例如病原细菌或病毒)中表达的一种或多种肽，并且当在受试者中施用时可以诱导免疫反应。在疾病是特定类型癌症的另一个实例中，使用疫苗组合物施用给受试者的核酸可以编码与癌症相关的一种或多种肽，例如基本上专门在癌症类型中表达与或非癌细胞相比，其在癌细胞中的表达水平显著更高的肽。当将编码一种或多种抗原性或免疫原性肽的核酸施用于受试者并递送(即转染)到受试者的某些细胞中时，转染的核酸可最终被翻译并表达为一种或多种抗原肽。由于一种或多种表达肽具有抗原性或免疫原性，因此可以在受试者中诱导针对表达肽的免疫反应。诱导的免疫反应可以起到治疗目标疾病的作用，例如如果受试者已经患有疾病，则通过特异性减少受影响细胞的数量，从而表现出治疗效果。可替代地，受试者可以通过这种疫苗接种具有获得性免疫反应，其中适应性免疫可以在对免疫反应所靶向的免疫原性肽的初始反应后引发免疫记忆，并在随后的遭遇中导致对该目标的增强反应，从而表现出预防作用。
在一些实施例中，疫苗接种可以通过以单一疫苗组合物形式递送两种不同类型(或序列)的核酸来提供治疗和预防作用的双重活性。两种不同的核酸可以编码两种不同的免疫原性肽。因此，在一些实施例中，疫苗组合物可以转染(1)编码第一免疫原性肽的第一核酸，其可诱导对现有疾病或病状的更直接的治疗效果；以及(2)编码不同的第二免疫原性肽的第二核酸，其目的是在受试者中诱导适应性免疫以备将来发生不同的疾病或病状。在一些实施例中，疫苗可以向受试者递送两种或更多种不同的核酸，并且每种核酸分别独立地表现出治疗或预防作用。
在实施例中，疫苗组合物可以具有两种或更多种不同类型(或不同式)的阳离子两亲性聚合物。可替代地，疫苗组合物可以仅具有单一类型(或单一式)的阳离子两亲性聚合物。在一些实施例中，单一类型的阳离子两亲性聚合物可以与一种类型(序列)的核酸非共价结合。可替代地，单一类型的阳离子两亲性聚合物可以与两种或更多种类型(序列)的核酸非共价结合。因此，在一些实施例中，不同类型的阳离子两亲性聚合物(其中的每一种结合至核酸的不同序列)的混合物可以被一起施用给受试者，以递送两种或更多种序列(或类型)的核酸。可替代地，与多种类型(或序列)的核酸结合的单一类型(或式)的阳离子两亲性聚合物可以被施用给受试者，以递送两种或更多种序列(或类型)的核酸。仍可替代地，与单一序列(或类型)的核酸结合的单一类型(或式)的阳离子两亲性聚合物可以被施用给受试者。
在一些实施例中，包含在疫苗或其组合物中的核酸可以是信使RNA(mRNA)、小分子干扰RNA(siRNA)、短发夹RNA(shRNA)、微RNA(miRNA)、导向RNA(gRNA)、CRISPR RNA(crRNA)、转录活化RNA(tracrRNA)、质粒DNA(pDNA)、微环DNA、基因组DNA(gNDA)。在替代实施例中，包含在疫苗或其组合物中的核酸可以是mRNA。在一些实施例中，核酸通过疫苗接种被转染到受试者的一个或多个细胞中。在一些实施例中，可以通过疫苗组合物转染一个或多于一个核酸序列。因此，在一些实施例中，疫苗组合物含有两种不同的核酸，其中的每一种分别不同的编码的抗原肽。因此，当将疫苗施用到需要接种疫苗的受试者中时，两种或更多种类型的抗原表位可以被表达并诱导受试者中的免疫反应。在替代实施例中，可以通过免疫接种转染一种类型的核酸，使得一种类型的表位可以被表达并诱导受试者中的免疫反应。
在一些实施例中，在有需要的受试者中诱导免疫反应的方法可以具有：除了向受试者施用有效量的细胞穿透复合物之外，将一种或多种另外的药物组合物按有效量施用给所述受试者。在一些实施例中，另外的药物组合物可以含有抗癌剂和任选的药学上可接受的载剂。另外的抗癌剂可以是，例如，抗体、小分子和大分子或其组合。抗癌活性的实例包含但不限于癌细胞数量的减少、癌症大小的减少、癌细胞的杀伤、转移的减少和/或抑制以及癌细胞生长和/或增殖的减少。在一些实例中，细胞穿透复合物和另外的药物组合物的施用可以表现出大于单独施用的总和的协同效应。
药物组合物
在实施例中，本文提供的组合物用于治疗目的。在一些实施例中，治疗目的涵盖预防目的(预防疾病或病状发生的目的)和治疗目的(治疗现有疾病或病状的目的)。当组合物具有阳离子两亲性聚合物但不具有货物核酸时，可表现出治疗效果的货物核酸可在施用于受试者之前与阳离子两亲性聚合物非共价结合。
在一些实施例中，组合物可以是疫苗或其组合物，即含有疫苗和任选的药学上可接受的载剂的组合物。疫苗或疫苗组合物可用于预防和/或治疗疾病或病状或与所述疾病或病状相关联的病原体。在一些实施例中，疫苗或疫苗组合物含有具有阳离子两亲性聚合物和货物核酸的细胞穿透复合物。在一些实施例中，细胞穿透复合物在施用于受试者时可诱导免疫反应，即免疫原性。当由货物核酸编码的一种或多种抗原肽在转染细胞中表达时，可以至少部分地诱导这种免疫原性。
在一方面，可以将本文公开的阳离子两亲性聚合物或细胞穿透复合物配制在药物组合物中。阳离子两亲性聚合物可以具有pH敏感性分解结构域。在一个实施例中，药物组合物可以进一步含有药学上可接受的赋形剂和/或药学上可接受的载剂。
在一些实施例中，药物组合物可以具有细胞穿透复合物，所述细胞穿透复合物具有非共价结合至阳离子两亲性聚合物的核酸作为活性成分，并且根据施用途径进一步含有药学上可接受的赋形剂或添加剂。此类赋形剂或添加剂的实例包含水、药学上可接受的有机溶剂、胶原、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羧乙烯基聚合物、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、海藻酸钠、水溶性葡聚糖、羧甲基淀粉钠、果胶、甲基纤维素、乙基纤维素、黄原胶、阿拉伯树胶、酪蛋白、明胶、琼脂、双甘油、甘油、丙二醇、聚乙二醇、凡士林、石蜡、硬脂醇、硬脂酸、人血清白蛋白(HSA)、甘露醇、山梨糖醇、乳糖、药学上可接受的表面活性剂等。视本公开的剂型而定，所使用的添加剂可以选自但不限于以上或其组合，视情况而定。
在一些实施例中，药学上可接受的载剂是免疫佐剂。在一些实例中，免疫佐剂可以包含但不限于Toll样受体(TLR)激动剂、STING通路激动剂、针对CD40、0X40、CTLA4、PD1或PD1-L的激动性抗体、弗氏佐剂(Freund′s adjuvant)、苔藓虫素和CD40、0X40、CD137、PD1、CTLA4的配体及其任何组合。在一些实施例中，佐剂可以增加当细胞穿透复合物通过与复合物共同施用于受试者时诱导的免疫原性。
本公开的药物组合物的调配物可以根据选择的施用途径而变化(例如，溶液、乳液)。施用途径可以是例如肌肉内、皮下、静脉内、淋巴管内、皮下、肌肉内、眼内、局部皮肤、局部结膜、口服、膀胱内(膀胱)、肛门内和阴道内。
在一些实施例中，组合物可以包含冷冻保护剂。冷冻保护剂的非限制性实例包含二醇(例如，乙二醇、丙二醇和甘油)、二甲基亚砜(DMSO)、甲酰胺、蔗糖、海藻糖、右旋糖及其任何组合。
在一些实施例中，调配物是控释调配物。术语“控释调配物”包含持续释放和定时释放的调配物。控释调配物是本领域公知的。这些包含允许组合物持续、周期性、脉冲或延迟释放的赋形剂。控释调配物包含但不限于将组合物嵌入基质、肠溶衣；微胶囊化；凝胶和水凝胶；植入物；以及允许组合物受控释放的任何其它调配物。
在一方面，提供了一种具有细胞穿透复合物或其组合物的试剂盒。在另一方面，提供了一种具有不与核酸结合的阳离子两亲性聚合物或其组合物的试剂盒。所述试剂盒可以进一步含有描述用于使用阳离子两亲性聚合物和货物核酸制备细胞穿透复合物的方案的文件或说明书。试剂盒的文件或说明书还可以描述用于向有需要的受试者施用组合物的方案。
可以通过将活性成分(即，具有期望纯度的一种或多种免疫原性剂)与任选的生理学上可接受的载剂、赋形剂或稳定剂混合来制备本文所述的治疗性调配物，以供储存。可接受的载剂、赋形剂或稳定剂在所用剂量和浓度下对接受者可以是无毒的并且包含：缓冲剂，如磷酸盐、柠檬酸盐和其它有机酸；抗氧化剂，包含抗坏血酸和甲硫氨酸；防腐剂(如十八烷基二甲基苄基氯化铵；氯化六甲双铵；苯扎氯铵、苄索氯铵；苯酚、丁醇或苯甲醇；对羟基苯甲酸烷基酯，如对羟基苯甲酸甲酯或对羟基苯甲酸丙酯；儿茶酚；间苯二酚；环己醇；3-戊醇；以及间甲酚)；低分子量(少于约10个残基)多肽；蛋白质，如血清白蛋白、明胶或免疫球蛋白；亲水性聚合物，如聚乙烯吡咯烷酮；氨基酸，如甘氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺、组氨酸、精氨酸或赖氨酸；单糖、二糖和其它碳水化合物，包含葡萄糖、甘露糖或糊精；螯合剂，如EDTA；糖，诸如蔗糖、甘露醇、海藻糖或山梨醇；成盐反离子，如钠；金属复合物(例如，锌-蛋白复合物)；和/或非离子表面活性剂，如TWEENTM、PLURONICSTM或聚乙二醇(PEG)。
本文的调配物还可以含有多于一种活性化合物(例如，除了具有细胞穿透复合物的一种或多种免疫原性剂之外的第二活性剂)，其可以被选择进行互不产生不利影响的互补活动。此类分子可以以对预期目的有效的量适当地组合存在。
施用
在一些方面，提供了用于将本文提供的组合物(包含其实施例)递送至细胞或受试者以便向所述细胞或受试者提供期望活性的方法。在一些实施例中，所述组合物含有细胞穿透复合物，所述细胞穿透复合物具有与阳离子两亲性聚合物离子非共价结合的核酸。货物核酸在被转染到细胞中或施用于受试者时，可提供多种预期效果，这取决于核酸序列的性质。预期效果的一些非限制性实例包含对基因表达的调节、细胞通路的调节、基因组编辑和免疫反应的诱导。在一些实施例中，所述组合物可以以足以在受试者中实现至少部分预期效果的有效量施用于受试者。
当与组合物结合使用时，“施用(administration、administering)”是指直接施用，其可以是体外向细胞施用、体内向细胞施用、由医学专业人员向受试者施用或通过受试者自我施用和/或间接施用，这可以是开出本公开的组合物的行为。当在本文中用于提及细胞时，是指将组合物引入细胞。通常，施用有效量，该量可由本领域技术人员确定。可以使用任何施用方法。可以通过例如将化合物(例如，药物和抗体)添加到细胞培养基或体内注射来将所述化合物施用于细胞。可通过例如血管内注射、直接瘤内递送等实现对受试者的施用。
施用可以指向受试者口服施用、以栓剂形式施用、局部接触、静脉内、肠胃外、腹膜内、肌肉内、病灶内、鞘内、鼻内或皮下施用，或植入缓释装置(例如，微型渗透泵)。通过任何途径进行施用，包含肠胃外和经粘膜(例如，颊、舌下、腭、牙龈、鼻、阴道、直肠或经皮)。肠胃外施用包含例如静脉内、肌肉内、动脉内、皮内、皮下、腹膜内、心室内和颅内施用。其它递送模式包含但不限于使用脂质体调配物、静脉内输注、透皮贴剂等。“共同施用”意指本文所描述的组合物在施用一种或多种另外的疗法(例如，癌症疗法，如化学疗法、激素疗法、放射疗法或免疫疗法)的同时、恰好在其之前或恰好在其之后施用。本公开的化合物可以单独施用或可以共同施用于患者。共同施用旨在包含单独或组合(多于一种化合物)形式的化合物的同时施用或按顺序施用。
施用于受试者的剂量和频率(单剂量或多剂量)可以根据多种因素而变化，例如受试者是否患有另一种疾病、其施用途径；接受者的大小、年龄、性别、健康、体重、体重指数和饮食；所治疗疾病的性质和症状程度、同期治疗的种类、所治疗疾病的并发症或其它健康相关问题。其它治疗方案或药剂可以与本文所述的方法和化合物(包含其实施例)结合使用。对建立的剂量(例如，频率和持续时间)的调整和操纵完全处于本领域技术人员的能力范围内。
利用本文所提供的教导，可以计划有效的预防性或治疗性治疗方案，所述方案不会引起显著毒性且仍有效治疗由特定患者表现出的临床症状。这个计划应涉及通过考虑如化合物效力、相对生物利用度、患者体重、不良副作用的存在和严重程度、施用的优选模式和所选择药剂的毒性谱等因素来谨慎选择活性化合物。
在一些实施例中，受试者是哺乳动物，例如人、非人灵长类动物、鼠科动物(即，小鼠和大鼠)、犬科动物、猫科动物或马科动物。在一个实施例中，受试者是人。
在一些实施例中，组合物可以按以下剂量(或量)施用：约1ng/kg受试者体重、约10ng/kg受试者体重、约50ng/kg受试者体重、约100ng/kg受试者体重、约500ng/kg受试者体重、约1ug/kg受试者体重、约10μg/kg受试者体重、约50ug/kg受试者体重、约100μg/kg受试者体重、约150μg/kg受试者体重、约200μg/kg受试者体重、约250μg/kg受试者体重、约300μg/kg受试者体重、约350μg/kg受试者体重、约375μg/kg受试者体重、约400μg/kg受试者体重、约450μg/kg受试者体重、约500μg/kg受试者体重、约550μg/kg受试者体重、约600μg/kg受试者体重、约650μg/kg受试者体重、约700μg/kg受试者体重、约750μg/kg受试者体重、约800μg/kg受试者体重、约850μg/kg受试者体重、约900μg/kg受试者体重、约1mg/kg受试者体重、约10mg/kg受试者体重、约50mg/kg受试者体重、约100mg/kg受试者体重、约500mg/kg受试者体重、约1g/kg受试者体重或更多，或上述范围的任何中间范围。在一些实施例中，组合物可以按以下剂量(或量)施用：约0.5μg、约1.0μg、约1.5μg、约2.0μg、约2.5μg、约3.0μg、约3.5μg、约4.0μg、约4.5μg、约5.0μg、约5.5μg、约6.0μg、约6.5μg、约7.0μg、约7.5μg、约8.0μg、约8.5μg、约9.0μg、约9.5μg、约1.0mg、约1.5mg、约2.0mg、约2.5mg、约3.0mg、约3.5mg、约4.0mg、约4.5mg、约5.0mg、约5.5mg、约6.0mg、约6.5mg、约7.0mg、约7.5mg、约8.0mg、约8.5mg、约9.0mg、约9.5mg、约1g或更多，或上述范围的任何中间范围。在一些实施例中，组合物可以按约7.5μg或约0.375mg/kg受试者体重的剂量(或量)施用。可以在期望的时间段内重复施用，例如，在约1天到约5天的时间段内重复或每几天重复一次，例如，约五天、约1个月、约2个月等。本文的重量可以是细胞穿透复合物的重量或其组合物或药物调配物的重量。在一些实施例中，
在一个实施例中，可以按6小时、12小时、每天或每隔一天的间隔或每周或每月全身或局部(例如瘤内注射、静脉注射)施用组合物，以引起且的益处或以其它方式提供治疗效果。
在一个实施例中，与基线参考或对照参考相比，对组合物(具体地说，癌症疫苗)的反应率可以降低。术语“反应率”在本文中以其惯用意义使用，以表示治疗后癌症衰退有反应的患者的百分比。例如，反应率包含部分或完全衰退。部分反应包含约5％、约10％、约15％、约20％、约25％、约30％、约35％、约40％、约45％、约50％、约55％、约60％、约65％、约70％、约75％、约80％、约85％、约90％、约95％、约97％、约98％或约99％的癌细胞衰退。在一些实施例中，对照参考获自健康受试者、癌症受试者(例如，被治疗的癌症受试者或另一癌症受试者)或其任何群体。
应当理解，本文中所描述的实例和实施例仅是出于说明性目的，并且根据其进行的各种修改或改变将启发本领域的技术人员并且将被包含在本申请的精神与权限范围内和所附权利要求书的范围内。本文所引用的所有出版物、专利和专利申请均出于所有目的以其整体通过并入。
在实施例中，允许阳离子两亲性聚合物在细胞内降解，从而形成降解产物。在实施例中，降解产物是经取代或未经取代的二酮哌嗪。
在实施例中，核酸包含编码CAR的信使RNA(mRNA)。
在实施例中，所述方法进一步包含允许mRNA在细胞中表达。在实施例中，细胞是真核细胞。在实施例中，细胞是哺乳动物细胞或人类细胞。在实施例中，细胞形成生物体的一部分。在实施例中，生物体是人。在实施例中，细胞是干细胞或祖细胞。在实施例中，细胞是T细胞。在实施例中，细胞是骨髓细胞。
在一方面，提供了一种在有需要的受试者中诱导免疫反应的方法，所述方法包含施用有效量的本文提供的复合物，包含其实施例。在实施例中，免疫反应是抗癌免疫反应。
在一方面，提供了一种在有需要的受试者中治疗癌症的方法。所述方法包含施用有效量的本文提供的复合物，包含其实施例。在实施例中，施用包含静脉注射或皮下注射。
实施例
实施例P1.一种细胞穿透复合物，其包括与阳离子两亲性聚合物非共价结合的核酸，所述阳离子两亲性聚合物包括pH敏感性分解结构域和亲脂性聚合物结构域，
其中所述阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000891
其中
Figure BDA0003263306310000892
为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
Figure BDA0003263306310000893
为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L1和L2独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基或经取代或未经取代的亚杂芳基；
LP1和LP2独立地为亲脂性聚合物结构域；
X1为键、-C(R5)(R6)-、-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-、-O-C(R5)(R6)-或-O-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)；
X2为-O-或-S-；
R1、R2、R5、R6、R7和R8独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L4为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基或经取代或未经取代的亚杂烷基；
R40、R41和R42独立地为氢、经取代或未经取代的烷基或经取代或未经取代的杂烷基；
Z为-S-、-S+R13-、-NR13-或-N+(R13)(H)；
R13为氢、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、＝O、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO2NH2、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
n1为0到50的整数；
z1、z3和z4独立地为0到100的整数，其中z1或z3中的至少一个不为0；
z2为2到100的整数；并且
z5为1到10的整数。
实施例P2.根据实施例P1所述的细胞穿透复合物，其中X1为CH2。
实施例P3.根据实施例P1或P2所述的细胞穿透复合物，其中L4为经取代或未经取代的C2-C8亚烷基。
实施例P4.根据实施例P1到P3中任一项所述的细胞穿透复合物，其中L4为未经取代的C2-C8亚烷基。
实施例P5.根据实施例P1到P4中任一项所述的细胞穿透复合物，其中L4为未经取代的C2亚烷基、未经取代的C3亚烷基或未经取代的C4亚烷基。
实施例P6.根据实施例P1到P5中任一项所述的细胞穿透复合物，其中R40、R41和R42独立地为氢或经取代的杂烷基。
实施例P7.根据实施例P1到P6中任一项所述的细胞穿透复合物，其中R40、R41和R42独立地为氢或-C(NH)NH2。
实施例P8.根据实施例P1到P7中任一项所述的细胞穿透复合物，其中R40、R41和R42中的至少两个为氢并且一个为-C(NH)NH2。
实施例P9.根据实施例P1到P8中任一项所述的细胞穿透复合物，其中LP1具有下式：
Figure BDA0003263306310000901
其中
n21为1到100的整数；
R201独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
实施例P10.根据实施例P9所述的细胞穿透复合物，其中n21为5并且R201为未经取代的C18烯基。
实施例P11.根据实施例P10所述的细胞穿透复合物，其中所述未经取代的C18烯基为油基。
实施例P12.根据实施例P1到P11中任一项所述的细胞穿透复合物，其中LP2具有下式：
Figure BDA0003263306310000902
其中
n22为1到100的整数；
R202独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
实施例P13.根据实施例P12所述的细胞穿透复合物，其中n22为5并且R202为未经取代的C9烯基。
实施例P14.根据实施例P13所述的细胞穿透复合物，其中所述未经取代的C9烯基为壬烯基。
实施例P15.根据实施例P1所述的细胞穿透复合物，其中所述阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000912
其中n21为5，R201为油基，n22为5，R202为壬烯基并且z2为7。
实施例P16.根据实施例P6所述的细胞穿透复合物，其中所述阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000911
其中n21为14，R201为十二烷基并且z2为8。
实施例P17.根据实施例P1到P16中任一项所述的细胞穿透复合物，其中所述核酸是信使RNA(mRNA)、小分子干扰RNA(siRNA)、短发夹RNA(shRNA)、微RNA(miRNA)、导向RNA(gRNA)、CRISPR RNA(crRNA)、转录活化RNA(tracrRNA)、质粒DNA(pDNA)、微环DNA或基因组DNA(gNDA)。
实施例P18.一种纳米颗粒组合物，其包括多个根据实施例P1到P17中任一项所述的细胞穿透复合物。
实施例P19.一种药物组合物，其包括根据实施例P1到P17中任一项所述的细胞穿透复合物。
实施例P20.一种将核酸转染到细胞中的方法，所述方法包括使细胞与根据实施例P1到P17中任一项所述的细胞穿透复合物接触。
实施例P21.根据实施例P20所述的方法，其中所述细胞是肺细胞。
实施例P22.一种将核酸递送至有需要的受试者的肺部的方法，所述方法包括向所述受试者施用根据实施例P1到P17中任一项所述的细胞穿透复合物。
实施例P23.根据实施例P22所述的方法，其中所述细胞穿透复合物不直接施用于肺部。
实施例P24.根据实施例P22或P23所述的方法，其中静脉内施用所述细胞穿透复合物。
实施例P25.一种在有需要的受试者中治疗肺病的方法，所述方法包括施用治疗有效量的根据实施例P1到P17中任一项所述的细胞穿透复合物。
实施例P26.一种将核酸递送至有需要的受试者的多个组织的方法，所述方法包括向所述受试者施用第一细胞穿透复合物和第二细胞穿透复合物，其中所述第一细胞穿透复合物是根据实施例P1到P17中任一项所述的细胞穿透复合物，并且其中所述第一细胞穿透复合物和所述第二细胞穿透复合物在化学上是不同的。
实施例P27.根据实施例P26所述的方法，其中所述多个组织包含脾、肝、肺、肾、心脏、胸腺、肌肉、脑、卵巢、肠道相关淋巴组织(GALT)、胰腺、骨髓、淋巴结、造血来源的循环细胞或肾上腺中的至少一个。
另外的实施例
实施例1.一种细胞穿透复合物，其包括与阳离子两亲性聚合物非共价结合的核酸，所述阳离子两亲性聚合物包括pH敏感性分解结构域和亲脂性聚合物结构域，其中所述阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000921
其中
Figure BDA0003263306310000922
为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
Figure BDA0003263306310000923
为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L1和L2独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基或经取代或未经取代的亚杂芳基；
LP1和LP2独立地为亲脂性聚合物结构域；
X1为键、-C(R5)(R6)-、-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-、-O-C(R5)(R6)-或-O-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)；
X2为-O-或-S-；
R1、R2、R5、R6、R7和R8独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L4为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、
-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基或经取代或未经取代的亚杂烷基；
R40、R41和R42独立地为氢、经取代或未经取代的烷基或经取代或未经取代的杂烷基；
Z为-S-、-S+R13-、-NR13-或-N+(R13)(H)；
R13为氢、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、＝O、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO2NH2、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
n1为0到50的整数；
z1、z3和z4独立地为0到100的整数，其中z1或z3中的至少一个不为0；
z2为2到100的整数；并且
z5为1到10的整数。
实施例2.根据实施例1所述的细胞穿透复合物，其中X1为CH2。
实施例3.根据实施例1或2所述的细胞穿透复合物，其中L4为经取代或未经取代的C2-C8亚烷基。
实施例4.根据实施例1到3中任一项所述的细胞穿透复合物，其中L4为未经取代的C2-C8亚烷基。
实施例5.根据实施例1到4中任一项所述的细胞穿透复合物，其中L4为未经取代的C2亚烷基、未经取代的C3亚烷基或未经取代的C4亚烷基。
实施例6.根据实施例1到5中任一项所述的细胞穿透复合物，其中R40、R41和R42独立地为氢或经取代的杂烷基。
实施例7.根据实施例1到6中任一项所述的细胞穿透复合物，其中R40、R41和R42独立地为氢或-C(NH)NH2。
实施例8.根据实施例1到7中任一项所述的细胞穿透复合物，其中R40、R41和R42中的至少两个为氢并且一个为-C(NH)NH2。
实施例9.根据实施例1到8中任一项所述的细胞穿透复合物，其中LP1具有下式：
Figure BDA0003263306310000931
其中
n21为1到100的整数；
R201独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
实施例10.根据实施例9所述的细胞穿透复合物，其中n21为5并且R201为未经取代的C18烯基。
实施例11.根据实施例10所述的细胞穿透复合物，其中所述未经取代的C18烯基为油基。
实施例12.根据实施例1到11中任一项所述的细胞穿透复合物，其中LP2具有下式：
Figure BDA0003263306310000932
其中
n22为1到100的整数；
R202独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
实施例13.根据实施例12所述的细胞穿透复合物，其中n22为5并且R202为未经取代的C9烯基。
实施例14.根据实施例13所述的细胞穿透复合物，其中所述未经取代的C9烯基为壬烯基。
实施例15.根据实施例1所述的细胞穿透复合物，其中所述阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000941
其中n21为5，R201为油基，n22为5，R202为壬烯基并且z2为7。
实施例P16.根据实施例1所述的细胞穿透复合物，其中所述阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000942
其中n21为14，R201为十二烷基并且z2为8。
实施例17.根据实施例1到16中任一项所述的细胞穿透复合物，其中所述核酸是信使RNA(mRNA)、小分子干扰RNA(siRNA)、短发夹RNA(shRNA)、微RNA(miRNA)、导向RNA(gRNA)、CRISPR RNA(crRNA)、转录活化RNA(tracrRNA)、质粒DNA(pDNA)、微环DNA或基因组DNA(gNDA)。
实施例18.一种纳米颗粒组合物，其包括多个根据实施例1到17中任一项所述的细胞穿透复合物。
实施例19.一种药物组合物，其包括根据实施例1到17中任一项所述的细胞穿透复合物。
实施例20.一种将核酸转染到细胞中的方法，所述方法包括使细胞与根据实施例1到17中任一项所述的细胞穿透复合物接触。
实施例21.根据实施例20所述的方法，其中所述细胞是肺细胞。
实施例22.一种将核酸递送至有需要的受试者的肺部的方法，所述方法包括向所述受试者施用根据实施例1到17中任一项所述的细胞穿透复合物。
实施例23.根据实施例22所述的方法，其中所述细胞穿透复合物不直接施用于肺部。
实施例24.根据实施例22或23所述的方法，其中静脉内施用所述细胞穿透复合物。
实施例25.一种在有需要的受试者中治疗肺病的方法，所述方法包括施用治疗有效量的根据实施例1到17中任一项所述的细胞穿透复合物。
实施例26.一种将核酸递送至有需要的受试者的多个组织的方法，所述方法包括向所述受试者施用第一细胞穿透复合物和第二细胞穿透复合物，其中所述第一细胞穿透复合物是根据实施例1到17中任一项所述的细胞穿透复合物，并且其中所述第一细胞穿透复合物和所述第二细胞穿透复合物在化学上是不同的。
实施例27.根据实施例26所述的方法，其中所述多个组织包含脾、肝、肺、肾、心脏、胸腺、肌肉、脑、卵巢、肠道相关淋巴组织(GALT)、胰腺、骨髓、淋巴结、造血来源的循环细胞或肾上腺中的至少一个。
实施例28.一种细胞穿透复合物，其包括与阳离子两亲性聚合物非共价结合的核酸，
其中所述阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000951
其中
Figure BDA0003263306310000952
独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
Figure BDA0003263306310000953
独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、独立地为-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、独立地为-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L1和L2独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基或经取代或未经取代的亚杂芳基；
LP1和LP2独立地为亲脂性聚合物结构域；
X1为键、-C(R5)(R6)-、-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-、-O-C(R5)(R6)-或-O-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)；
X2为-O-或-S-；
R1、R2、R5、R6、R7和R8独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L4独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基或经取代或未经取代的亚杂烷基；
R40、R41和R42独立地为氢、经取代或未经取代的烷基或经取代或未经取代的杂烷基；
Z为-S-、-S+R13-、-NR13-或-N+(R13)(H)；
R13为氢、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、＝O、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO2NH2、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
n1为0到50的整数；
z1和z3独立地为0到100的整数，其中z1或z3中的至少一个不为0；
z2为2到100的整数；
z4为1到100的整数；
并且
z5为1到10的整数。
实施例29.根据实施例28所述的细胞穿透复合物，其中X1为CH2。
实施例30.根据实施例28或29所述的细胞穿透复合物，其中L4独立地为经取代或未经取代的C2-C8亚烷基。
实施例31.根据实施例28到30中任一项所述的细胞穿透复合物，其中L4独立地为未经取代的C2-C8亚烷基。
实施例32.根据实施例28到31中任一项所述的细胞穿透复合物，其中L4独立地为未经取代的C2亚烷基、未经取代的C3亚烷基或未经取代的C4亚烷基。
实施例33.根据实施例28到32中任一项所述的细胞穿透复合物，其中L4独立地为未经取代的C3亚烷基或未经取代的C4亚烷基。
实施例34.根据实施例28到34中任一项所述的细胞穿透复合物，其中R40、R41和R42独立地为氢或经取代的杂烷基。
实施例35.根据实施例28到34中任一项所述的细胞穿透复合物，其中R40、R41和R42独立地为氢或-C(NH)NH2。
实施例36.根据实施例28到35中任一项所述的细胞穿透复合物，其中R40、R41和R42中的至少两个为氢并且一个为-C(NH)NH2。
实施例37.根据实施例28到36中任一项所述的细胞穿透复合物，其中Z为-N+(R13)(H)-并且R13为氢。
实施例38.根据实施例28到37中任一项所述的细胞穿透复合物，其中R1和R2独立地为氢或经取代或未经取代的烷基。
实施例39.根据实施例28到38中任一项所述的细胞穿透复合物，其中n1为2。
实施例40.根据实施例28到39中任一项所述的细胞穿透复合物，其中X2为-O-。
实施例41.根据实施例28到40中任一项所述的细胞穿透复合物，其中z1或z3独立地为10-40的整数。
实施例42.根据实施例28到41中任一项所述的细胞穿透复合物，其中z2独立地为3-20的整数。
实施例43.根据实施例28到42中任一项所述的细胞穿透复合物，其中LP1具有下式：
Figure BDA0003263306310000961
其中
n21为1到100的整数；
R201独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
实施例44.根据实施例43所述的细胞穿透复合物，其中n21为10-40。
实施例45.根据实施例43到44中任一项所述的细胞穿透复合物，其中R201为未经取代的C12烷基。
实施例46.根据实施例43到45中任一项所述的细胞穿透复合物，其中LP2具有下式：
Figure BDA0003263306310000971
其中
n22为1到100的整数；
R202独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
实施例47.根据实施例46所述的细胞穿透复合物，其中n22为10-35。
实施例48.根据实施例46或47所述的细胞穿透复合物，其中R202为未经取代的C12烯基。
实施例49.根据实施例28到45中任一项所述的细胞穿透复合物，其中所述阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000972
其中n21为10到20的整数；
R201独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；并且
z2独立地为3-10的整数。
实施例50.根据实施例49所述的细胞穿透复合物，其中n21为14，R201为十二烷基并且z2为8。
实施例51.根据实施例28到45中任一项所述的细胞穿透复合物，其中所述阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000973
其中n22为10到35的整数；
R202独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；并且
z2独立地为5-20的整数。
实施例52.根据实施例53所述的细胞穿透复合物，其中n22为14，R202为十二烷基并且z2为7。
实施例53.根据实施例1到52中任一项所述的细胞穿透复合物，其进一步包括第二阳离子两亲性聚合物，其中所述第二阳离子两亲性聚合物不同于所述阳离子两亲性聚合物。
实施例54.根据实施例53所述的细胞穿透复合物，其中所述第二阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000981
n23为1到100的整数；
z6为5-15的整数；
Figure BDA0003263306310000983
独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；并且
R203独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
实施例55.根据实施例54所述的细胞穿透复合物，其中n23为13，z6为11并且R203为十二烷基。
实施例56.一种细胞穿透复合物，其包括与第一阳离子两亲性聚合物和第二两亲性聚合物非共价结合的核酸，其中所述第一阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000982
其中
Figure BDA0003263306310000992
独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
Figure BDA0003263306310000993
独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、独立地为-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、独立地为-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L1和L2独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基或经取代或未经取代的亚杂芳基；
LP1和LP2独立地为亲脂性聚合物结构域；
X1为键、-C(R5)(R6)-、-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-、-O-C(R5)(R6)-或-O-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)；
X2为-O-或-S-；
R1、R2、R5、R6、R7和R8独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L4独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基或经取代或未经取代的亚杂烷基；
R40、R41和R42独立地为氢、经取代或未经取代的烷基或经取代或未经取代的杂烷基；
Z为-S-、-S+R13-、-NR13-或-N+(R13)(H)；
R13为氢、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、＝O、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO2NH2、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
n1为0到50的整数；
z1和z3独立地为0到100的整数，其中z1或z3中的至少一个不为0；
z2为2到100的整数；
z4为1到100的整数；
z5为1到10的整数；并且
其中所述第一阳离子两亲性聚合物和所述第二两亲性聚合物不同。
实施例57.根据实施例56所述的细胞穿透复合物，其中所述第一阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310000991
其中n21为10到20的整数；
R201独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；并且
z2独立地为3-10的整数。
实施例58.根据实施例57所述的细胞穿透复合物，其中n21为14，R201为十二烷基并且z2为8。
实施例59.根据实施例56所述的细胞穿透复合物，其中所述第一阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310001001
其中n22为10到35的整数；
R202独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；并且
z2独立地为5-20的整数。
实施例60.根据实施例59所述的细胞穿透复合物，其中n22为14，R202为十二烷基并且z2为7。
实施例61.根据实施例56到60中任一项所述的细胞穿透复合物，其中所述第二阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310001002
其中n23为1到100的整数；
z6为5-15的整数；并且
Figure BDA0003263306310001003
独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；并且
R203独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
实施例62.根据实施例61所述的细胞穿透复合物，其中n23为13，z6为11并且R203为十二烷基。
实施例63.根据实施例56到62中任一项所述的细胞穿透复合物，其中所述第一阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310001011
其中n21为14，R201为十二烷基并且z2为8；并且
其中所述第二阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310001012
其中n23为13，R203为十二烷基并且z6为11。
实施例64.根据实施例56到62中任一项所述的细胞穿透复合物，其中所述第一阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310001013
其中n22为10-35的整数，R202为十二烷基并且z2为3-15；并且
其中所述第二阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure BDA0003263306310001014
其中n23为13，R203为十二烷基并且z6为11。
实施例65.一种纳米颗粒组合物，其包括多个根据实施例28到64中任一项所述的细胞穿透复合物。
实施例66.一种药物组合物，其包括根据实施例28到64中任一项所述的细胞穿透复合物和药物赋形剂。
实施例67.一种将核酸转染到细胞中的方法，所述方法包括使细胞与根据实施例28到64中任一项所述的细胞穿透复合物接触。
实施例68.根据实施例67所述的方法，其中所述细胞是肺细胞。
实施例69.根据实施例67所述的方法，其中所述细胞是网织红细胞。
实施例70.根据实施例67所述的方法，其中所述细胞是造血干细胞。
实施例71.一种将核酸转染到入网织红细胞中的方法，所述方法包括使细胞与根据实施例53到64中任一项所述的细胞穿透复合物接触。
实施例72.一种将核酸转染到造血干细胞中的方法，所述方法包括使细胞与根据实施例53到64中任一项所述的细胞穿透复合物接触。
实施例73.一种将核酸递送至有需要的受试者的肺部的方法，所述方法包括向所述受试者施用根据实施例28到64中任一项所述的细胞穿透复合物。
实施例74.根据实施例73所述的方法，其中所述细胞穿透复合物不直接施用于肺部。
实施例75.根据实施例73或74所述的方法，其中静脉内施用所述细胞穿透复合物。
实施例76.一种将核酸递送至有需要的受试者的多个组织的方法，所述方法包括施用根据实施例53到64中任一项所述的细胞穿透复合物。
实施例77.根据实施例76所述的方法，其中所述多个组织包含脾、肝、肺、肾、心脏、胸腺、肌肉、脑、卵巢、肠道相关淋巴组织(GALT)、胰腺、骨髓、淋巴结、造血来源的循环细胞或肾上腺中的至少一个。
实例
实例1：氨基酸衍生的CART潜在靶标和合成方法
氨基酸为合成新颖的、多样的且明显有用的环状内酯单体类别提供了广阔的化学空间。我们已经开发了一种生成此类单体的策略，并表明此类单体在被并入CART mRNA递送媒剂时可提供显著的生物活性。
一般策略：我们当前程序中的起始氨基酸衍生物是氨基酸甲酯HCl盐。这可以通过D和L对映异构体来完成，所述对映异构体将使我们能够生成手性CART。在我们目前基于氨基酸的合成中，我们先对氨基酸甲酯HCl盐进行烷基化，然后进行N-Boc保护。对该产物进行纯化，然后进行酸催化环化，以生成内酯单体(方案1)。
方案1.氨基酸衍生的单体的合成：
D，L-氨基酸起始材料 方法1
Figure BDA0003263306310001021
实例2：氨基酸衍生的CART的底物范围和方法
氨基酸衍生的单体具有相对低的反应性，但可以通过使用开环聚合有机催化剂(方案2中所示的脲阴离子催化剂)在低温下进行聚合来聚合，以使转化率适度。
方案2.产生氨基酸官能化的CART的合成程序。
Figure BDA0003263306310001022
一般方法和实验
材料
试剂购自西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich)，除非另有说明，否则按原样使用。1-(3,5-双-三氟甲基-苯基)-3-环己基-硫脲(《高分子(Macromolecules)》39(23):7863-7871)、MTC-胍单体(《美国化学学会杂志(J Am Chem Soc)》131(45):16401-16403)、MTC-十二烷基单体(《美国国家科学院院刊(Proc Natl Acad Sci)》109(33)：13171-13176)、MTC-哌啶单体(《化学通讯(Chem Commun)》(1):114-116)、N-Boc吗啉酮单体(《美国化学学会杂志》136(26):9252-9255)和丹酰醇(《美国化学学会杂志》131(45):16401-16403)均根据文献程序制备。除非另有说明，所有商业溶剂和试剂均在未经进一步纯化的情况下使用。使用氮气压力使二氯甲烷(CH2Cl2)和四氢呋喃(THF)通过氧化铝干燥柱(Solv-tek公司)。石油醚、戊烷、己烷、乙酸乙酯(EtOAc)和甲醇(MeOH)购自飞世尔科技公司(Fisher Scientific)。氘代溶剂购自剑桥同位素实验室(Cambridge IsotopeLaboratories)。再生纤维素透析膜(
Figure BDA0003263306310001033
6Standard RC；MWCO 1000)购自光谱实验室公司(Spectrum Laboratories,Inc.)。
mRNA
在以下所有实例中，eGFP mRNA(5meC、Ψ、L-6101)、Fluc mRNA(5meC、Ψ、L-6107)、OVA mRNA(5meC、Ψ、L-7210)和Cy5-eGFP mRNA(5meC、Ψ、L-6402)购自TriLink生物技术公司。
仪器
通过在Malvern Zetasizer Nano ZS90上的动态光散射测量粒度。在BD LSRIIFACS分析仪(斯坦福大学共享FACS设施)上进行流式细胞术分析。使用带有40x HC PL APO、CS2油物镜(斯坦福大学细胞科学成像设施)的Leica SP8白光共聚焦显微镜进行激光扫描共聚焦显微镜检查。使用电荷耦合装置(CCD)相机(IVIS 100，Xenogen公司，阿拉米达，加利福尼亚州)测量生物发光，并使用活体成像软件(Perkin-Elmer)进行分析。在带有X-Cite120Q宽视场激发光源和GFP滤光片组的Zeiss Axio Observer.Z1上进行落射荧光显微镜检查。使用Cool SNAP HQ2相机获取图像并将图像传输到计算机进行图像分析。
实例3：合成方法：
实例3A.赖氨酸CART的合成方法：
实例3A.1.(3-(4-((叔丁氧基羰基)氨基)丁基)-2-氧代吗啉-4-羧酸叔丁酯，MLys单体的合成：
Figure BDA0003263306310001031
Mlys前体(N2,N6-双(叔丁氧基羰基)-N2-(2-羟乙基)赖氨酸甲酯，1a)的合成：向圆底烧瓶装入在12mL乙腈中的N-ε-Boc-L-赖氨酸甲酯盐酸盐(1.18g，4mmol)和NaHCO3(750mg，8.9mmol)。将该混合物在85℃下回流一小时，然后一次性加入溴乙醇(300uL，4.4mmol)。将反应搅拌过夜，过滤，然后浓缩。将该残余物重新悬浮在4mL MeOH中并搅拌5分钟，然后一次性加入Boc2O(950uL，4.15mmol)。搅拌过夜后，将反应在减压下浓缩，得到1.7g黄色残余物作为粗产物，将其加载到硅胶上并使用2:1的DCM:EtOAc通过快速色谱法纯化。相关级分的浓缩产生857mg澄清残留物(2.12mmol，53％产率)。1H NMR(400MHz，d-氯仿)：4.6-4.5(br,1H),4.2-3.75(m,2H),3.7-3.5(m,6H),3.3-3.0(m,3H),2.05-1.75(m,4H),1.55-1.25(m,20H)
(3-(4-((叔丁氧基羰基)氨基)丁基)-2-氧代吗啉-4-羧酸叔丁酯，MLys单体)的合成：将线性醇中间体1a(140mg，0.35mmol)与催化PTsOH(5mg，催化)一起溶解在15mL甲苯中并在120℃下回流，通过TLC(9:1DCM:EtOAc)监测反应进程。总共20分钟后，将反应冷却至室温，并在减压下浓缩。将粗混合物加载到硅胶上并使用9:1的DCM:EtOAc通过快速色谱法纯化。相关级分的浓缩产生115mg澄清残留物(0.31mmol，89％产率)。1H NMR(400MHz，d-氯仿)：4.75-4.5(br,2H),4.45-4.3(br,2H),4.0-3.7(br,2H),3.5-3.35(br,1H),3.2-3.0(br,2H),1.9-1.8(q,2H),1.6-1.4(m,22H)
实例3B.均聚物的合成：
实例3B.1.p(HE-赖氨酸)的合成：
Figure BDA0003263306310001032
p(HE-赖氨酸)的合成：用75uL THF中的Mlys(38.5mg，0.103mmol，54当量)装载火焰干燥的小瓶。向该溶液中加入KH(0.08mg，0.002mmol，1当量)、BnOH(0.2mg，0.002mmol，1当量)和脲(1.3mg，0.006mmol，3当量)于25uL THF中的混合物。在室温下搅拌后30秒后，将反应混合物浸入-78℃的丙酮/干冰浴中。将反应搅拌20分钟，然后用100uL THF中的5uLAcOH淬灭。在-78℃下搅拌淬灭的反应2分钟后，将溶液温热至室温并通过1HNMR确定转化率。然后将产物在DCM/MeOH中透析过夜(1kDa透析袋)。经透析的聚合物1的浓缩产生31.5mg澄清残留物(81％产率)。1H NMR(400MHz，d-氯仿)：7.45-7.35(br,5H),5.15-5.1(s,2H),5.0-4.75(br,32H),4.54-3.95(m,126H),3.65-2.75(m,188H),2.0-1.65(br,106H),1.6-1.15(1030H).1H NMR分析揭示了嵌段长度为42的均聚物。通过将引发剂信号(7.35-7.3，5H)与赖氨酸聚合物的酰胺质子的信号(5.05-4.75，32H)进行比较来确定所述DP。GPC：Mn＝5457，PDI＝1.20
实例3B.2.十二烷基大分子引发剂的合成：
Figure BDA0003263306310001041
十二烷基大分子引发剂的合成：向含有0.5mL甲苯中的十二烷基碳酸酯(356mg，1.1mmol)和BnOH(11mg，0.1mmol)的小瓶中加入DBU(7.5mg，0.05mmol)和TU(18.5mg，0.05mmol)于500uL甲苯中的溶液。将反应搅拌1.5小时，然后用5滴AcOH淬灭。将反应在DCM/MeOH中透析过夜。回收的聚合物的浓缩产生302mg澄清残留物(82％产率)。1H NMR(400MHz，d-氯仿)：7.45-7.35(br,5H),5.13(s,2H),4.4-4 2(m,38H),4.15-4.05(t,21H),3.75-3.65(m,2H),1.65-1.55(br,26H),1.35-1.15(220H),0.9-0.8(t,32H)1H NMR分析揭示了嵌段长度为12的均聚物。通过将引发剂信号(7.45-7.35，5H)与十二烷基嵌段的末端甲基的信号(0.9-0.8，32H)进行比较来确定所述DP。GPC
实例3C.受保护的CART的合成：
实例3C.1.D:赖氨酸CART的合成：
Figure BDA0003263306310001042
D:赖氨酸CART的合成：将装载有DP 12碳酸十二烷基酯大分子引发剂(58mg，0.012mmol)和Mlys(45mg，0.12mmol)的火焰干燥的小瓶在室温下在62uL THF中搅拌5分钟，以使反应物均质。向该混合物中加入KH(0.6mg，0.012mmol)和脲7(3.3mg，0.15mmol)于60uLTHF中的溶液。在室温下搅拌后30秒后，将反应浸入丙酮/干冰浴中。将反应在-78℃下搅拌20分钟，然后用100uL THF中的5uL AcOH淬灭。在-78℃下搅拌淬灭的反应2分钟后，将反应温热至室温并通过1H NMR分析转化率。然后将产物在DCM/MeOH中透析过夜(1kDa透析袋)。回收的聚合物的浓缩产生84mg澄清残留物(82％产率)。1H NMR(400MHz，d-氯仿)：7.4-7.3(m，5H)，5.15-5.1(m，2H)，4.9-4.5(br，7H)，4.5-4.0(m，102H)，3.6-3.1(m，16H)，3.1-2.95(br，16H)，2.0-1.0(526H)，0.9-08(t，42H).1H NMR分析揭示了十二烷基:Mlys嵌段长度为14:8的二嵌段。通过将引发剂信号(7.45-7.35，5H)与赖氨酸嵌段的信号(3.1-2.95，16H)和来自十二烷基嵌段的信号(0.9-0 8ppm，42H)进行比较来确定这些DP。GPC(于THF中)：Mn＝1.46kDa，PDI＝1.78。
实例3D.CART聚合物的脱保护：
实例3D.1.高赖氨酸的脱保护：
Figure BDA0003263306310001043
高赖氨酸的脱保护：将p(HE-lys)聚合物(30mg)溶解在3mL DCM中。向该溶液中加入0.3mL TFA并使其在N2下搅拌。4小时后，将反应浓缩，得到33mg泡沫状棕褐色残余物。1HNMR(500MHz，于甲醇-d4中)：7.45-7.35(m,5H)，4.7-4.6(br，41H)，4.6-4 5(40H),4.3-4.2(m，40H)，3.65-3.45(br，80H)，3.0-2.9(br，81H).2.2-2.0(br，86H)，1.8-1.45(m，208H).1HNMR分析(500MHz，于甲醇-d4中)揭示了嵌段长度为DP40。
实例3D.2.D:Lys 14:8的脱保护：
Figure BDA0003263306310001051
D:Lys 14:8的脱保护：将CARTlys(35mg)聚合物溶解在DCM(3.5mL)中。向该溶液中加入TFA(0.35mL)并使其在N2下搅拌。4小时后，将反应浓缩，得到36mg泡沫状棕褐色残余物。1H NMR(500MHz，于甲醇-d4中)：7.5-7.3(br，5H)5.15(br，2H)，4.7-4.0(m，105H)，3.65-3.4(br，14H)，3.0-2.9(t，16H)，2.2-1.9(br，15H)，1.8-1.0(m，368H)，0.95-0.85(t，42H).1H NMR分析揭示了D：Mlysine嵌段长度为14∶8的二嵌段。通过将引发剂信号(5.15-5.1，2H)与赖氨酸嵌段的信号(3.0-2.9，16H)和来自十二烷基嵌段的信号(0.95-0.85ppm，42H)进行比较来确定这些DP。
实例3E.鸟氨酸衍生的CART的合成方法：
实例3E.1.鸟氨酸衍生的吗啉酮(Morn)单体的合成
Figure BDA0003263306310001052
鸟氨酸衍生的吗啉酮的合成。将Nd-Boc-L-鸟氨酸甲酯盐酸盐(2.0g，7.07mmol，1.0当量)和碳酸氢钠(1.54g，18.38mmol，2.6当量)于乙腈(21ml)中的溶液在圆底烧瓶中回流搅拌15分钟。一次性加入2-溴乙醇(601μl，8.49mmol，1.2当量)。将反应在回流下搅拌20小时，直到2-溴乙醇的消耗达到稳定，如通过1H NMR所确定的。将粗产物冷却，在丙酮中稀释，并通过硅藻土过滤。在减压下将溶液浓缩至干，并将粗产物重新悬浮在甲醇(7.8ml)中。将溶液用氮气鼓泡5分钟，然后向溶液中加入二碳酸二叔丁酯(1.62ml，7.07mmol，1.0当量)。将反应在室温下搅拌15小时。将溶液在减压下浓缩至干，得到黄色油状粗产物。通过柱色谱法(2:1的乙酸乙酯:二氯甲烷)纯化得到产物，二-Boc-保护的N-羟基鸟氨酸甲酯，为无色油。
将分离的二-Boc-保护的N-羟基鸟氨酸甲酯和对甲苯磺酸(172mg)的溶液在甲苯中加热回流。将反应回流搅拌45分钟，然后将溶液浓缩至干。通过柱色谱法(9:1的乙酸乙酯:二氯甲烷)纯化得到产物，鸟氨酸衍生的吗啉酮(MOm，1.43g，56％产率，经3个步骤)，为粘性白色油。
我们已经开发了两种分离鸟氨酸型CART的方法：反向嵌段(聚合鸟氨酸THEN脂质碳酸盐)和封端脂质-鸟氨酸“正向”嵌段与乙酸酐
实例3E.2.鸟氨酸衍生的CART的合成：聚合。类型A。反向嵌段策略：
Figure BDA0003263306310001061
反向嵌段鸟氨酸衍生的CART的合成。在氮气氛下，向鸟氨酸衍生的吗啉酮于甲苯中的溶液中加入醇引发剂和开环聚合催化剂于甲苯中的溶液。将该溶液冷却至-78℃。20分钟后，加入脂质官能化的单体于甲苯中的溶液。将溶液在-78℃下搅拌10分钟，然后温热至室温并再搅拌7分钟。加入乙酸于甲苯中的溶液。将溶液搅拌两分钟，然后浓缩至干。将粗残余物重新溶解在二氯甲烷中，然后用甲醇透析(再生纤维素管，MWCO 1kD)18小时。通过1HNMR分析来分析产物以确定聚合度。
代表性程序。在氮气气氛下，向鸟氨酸衍生的吗啉酮(17.9mg，0.05mmol，16当量)于甲苯(35μl)中的溶液中加入苯甲醇(0.32ul，0.00313mmol，1当量)和1，5，7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯(0.35mg，0.0025mmol，0.8当量)于甲苯(15μl)中的溶液。将溶液冷却至-78℃并搅拌二十分钟，此时加入十二烷基MTC(19.7mg，19.2当量)于甲苯(50μl)中的溶液。将溶液在-78℃下搅拌10分钟，然后温热至室温并再搅拌7分钟。加入乙酸(5滴)于甲苯(100μl)中的溶液。将溶液搅拌两分钟，然后浓缩至干。将粗残余物重新溶解在二氯甲烷中，然后用甲醇透析(再生纤维素管，MWCO 1kD)18小时，得到透明油状物(19.6mg)。1H NMR分析揭示了具有7个鸟氨酸单元和14个十二烷基MTC单元的低聚物。
实例3E.3.鸟氨酸衍生的CART的合成：聚合。类型B。正向嵌段，封端策略：
Figure BDA0003263306310001071
正向嵌段鸟氨酸衍生的CART的合成。在氮气氛下，向十二烷基MTC于甲苯中的溶液中加入醇引发剂和开环聚合催化剂于甲苯中的溶液。在室温下搅拌该溶液。7分钟后，将十二烷基MTC、引发剂和催化剂的溶液加入鸟氨酸衍生的吗啉酮于甲苯中的溶液中。将溶液冷却至-78℃并搅拌15分钟，然后加入乙酸酐于甲苯中的溶液。使其温热至室温。将粗残余物重新溶解在二氯甲烷中，然后用甲醇透析(再生纤维素管，MWCO 1kD)18小时。通过1H NMR分析来分析产物以确定聚合度。
代表性程序。在氮气气氛下，向十二烷基MTC(17.9mg，0.5mmol，13当量)于甲苯(35μl)中的溶液中加入苯甲醇(0.40μl，0.0038mmol，1当量)和1，5，7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯(0.35mg，0.0025mmol，0.8当量)于甲苯(15μl)中的溶液。在室温下搅拌该溶液。7分钟后，将十二烷基MTC、引发剂和催化剂的溶液加入鸟氨酸衍生的吗啉酮(23.4mg)于甲苯中的溶液中。将溶液冷却至-78℃并搅拌15分钟，然后加入乙酸酐(18μl，0.19mmol，50当量)于甲苯(40μl)中的溶液。使其温热至室温。将粗残余物重新溶解在二氯甲烷中，然后用甲醇透析(再生纤维素管，MWCO 1kD)18小时，得到透明油状物(25.4mg)。1H NMR分析揭示了具有15个鸟氨酸单元和16个十二烷基MTC单元的低聚物。
实例3E.4.鸟氨酸衍生的CART的合成：脱保护。类型A。反向嵌段：
Figure BDA0003263306310001081
反向嵌段鸟氨酸衍生的CART的脱保护。向反向嵌段鸟氨酸CART于干燥脱气二氯甲烷中的溶液中加入三氟乙酸。将溶液在氮气氛下搅拌4小时，然后将产物浓缩至干，得到澄清的油。将产物溶解在二甲基亚砜中，得到2mM溶液，并将其在不进行进一步纯化的情况下用于体外和体内实验。
代表性程序。向反向嵌段鸟氨酸CART(m＝7，n＝14，6.0mg，0.83mmol)于干燥脱气二氯甲烷中的溶液(600μl)中加入三氟乙酸(60μl)。将溶液在氮气氛下搅拌4小时，然后将产物浓缩至干，得到澄清的油(4.1mg)。将产物溶解在二甲基亚砜中，得到2mM溶液，并将其在不进行进一步纯化的情况下用于体外和体内实验。
实例3E.5.鸟氨酸衍生的CART的合成：脱保护。类型B。正向嵌段。
Figure BDA0003263306310001082
正向嵌段鸟氨酸衍生的CART的合成。向正向嵌段鸟氨酸CART于干燥脱气二氯甲烷中的溶液中加入三氟乙酸。将溶液在氮气氛下搅拌4小时，然后将产物浓缩至干，得到澄清的油。将产物溶解在二甲基亚砜中，得到2mM溶液，并将其在不进行进一步纯化的情况下用于体外和体内实验。
代表性程序：向正向嵌段鸟氨酸CART(n＝16，m＝15，5.3mg，0.49mmol)于干燥脱气二氯甲烷中的溶液(530μl)中加入三氟乙酸(53μl)。将溶液在氮气氛下搅拌4小时，然后将产物浓缩至干，得到澄清的油(6.0mg)。将产物溶解在二甲基亚砜中，得到2mM溶液，并将其在不进行进一步纯化的情况下用于体外和体内实验。
实例4：聚合物降解动力学：
将几种均聚物(图1A)溶解在pH 6.5的缓冲液中并使用1H NMR监测降解产物。降解速率和降解产物都不同于由原始阳离子聚-α氨基酯主链产生的降解速率和降解产物(图1B-D)。聚(N-羟乙基赖氨酸)与聚(羟乙基甘氨酸)显示出明显不同的降解速率。聚(N-羟乙基赖氨酸)的半衰期约为12分钟，而聚(羟乙基甘氨酸)的半衰期约为3分钟。
实例5：纳米颗粒(NP)表征：
通过DLS确定与mRNA复合时的NP形成。还研究了CART-gly和CART-lys的1:1混合物(CART-mix)。CART-lys以及CART-gly和CART-lys的1:1混合物形成的NP均比CART-gly小(图2A)。监测大小随时间的变化表明，CART-lys和CART-mix比CART-gly更能保持其初始大小(图2C)。Zeta电位测量结果显示，CART-gly的阳离子特性在20分钟内迅速下降，而CART-lys和CART-mix出乎意料地保持正zeta电位超过2小时(图2D)。mRNA释放测定显示出类似的趋势，其中mRNA在一小时内从CART-gly-NP中释放出来，而CART-lys和CART-mix保持mRNA封装超过100分钟(图2B)。
实例6：体外和报告基因毒性测定：
体外递送测定：HeLa、DC 2.4和LLC(刘易斯肺细胞癌)的处理示出了CART之间的细胞系特异性转染效率(图3A-C)。CART-Gly在HeLa和DC2.4细胞中显示出优异的转染(图3B-C)。CART-lys在LLC中显示出优异的转染(图3C)。
体外毒性测定：MTT增殖测定在与以下物质一起孵育3天后进行：CART-Gly、CART-Lys、CART-mix、单独的CART-Gly、单独的CART-Lys和赖氨酸降解产物羟乙基赖氨酸(图3D-F)。细胞存活力不受任何条件的影响。
实例7：体内阳离子混合物筛选：
CART-lys以高选择性靶向肺，这是意料之外的(图4A)。另外，CART-mix全身性地递送mRNA，这也是意料之外的(图4A)。
实例8：用于表型分析的荧光CART：
先前表明，来自报告基因的细胞信号和来自CART荧光团的细胞信号强相关。这种荧光团标签允许通过FACS进行细胞表型分析。
BDK标记的CART的IV施用：6小时后处死小鼠，收获肺和脾，然后匀浆。在单个器官中，高水平的细胞被mRNA转染。在脾中存在高百分比的CART-gly，当施用BDK-CART-lys时，数量较少(图5A)。用BDK-CART-lys转染大量肺细胞(图5B)。
实例9：病理学研究和组织学发现：
显微镜检查结果：检查心脏、肺、肝、脾、肾、大脑、小脑、眼睛、生殖道、唾液腺、胰腺、舌头、气管、甲状腺、食道、胃、小肠、大肠、白色脂肪组织、棕色脂肪组织、胸腺、淋巴结和毛发皮肤的切片。所有检查的组织在组织学上都在正常范围内。
诊断：身体整体在正常范围内。意见：来自该动物中检查的各种器官的切片(器官列表见上文)在组织学上在正常范围内。在H&E染色的载玻片中没有可通过光学显微镜分辨的明显变化(图6A-B)。
实例10：结论：
我们开发了新的化学物质以实现新颖的CART家族(未预料到的聚合)。
新聚合物的阳离子部分以与原始CART不同的速率降解为不同的产物。
新的CART形成稳定的纳米颗粒，其保留阳离子电荷并比原始CART封装mRNA的时间长得多(>2小时对比～20分钟)。这改变了CART NP的物理性质，这可能导致观察到的组织选择性。
在肺癌细胞中，CART-lys优于CART-gly，但在HeLas和CART-gly中表现好得多。
CART-gly的体内IV施用选择性地靶向脾(99％)，而CART-lys靶向肺(-60％)(完全出乎意料)。
以1:1的比率混合两种CART导致IV注射后的全身施用(2:1具有相似的效果)。这包含一些脑转染，据我们所知从未报道过。
CART没有急性毒性或病理。
参考文献
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McKinlay CJ等人(2017)“用于在活体动物中递送和释放mRNA的电荷可变型可释放转运蛋白(CART)(Charge-altering releasable transporters(CARTs)for thedelivery and release of mRNA in living animals.)”《美国国家科学院院刊》114:E448-E456。
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Claims (50)

1.一种细胞穿透复合物，其包括与阳离子两亲性聚合物非共价结合的核酸，
其中所述阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure FDA0003263306300000011
或
Figure FDA0003263306300000012
其中
R1A独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
R2A独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、独立地为-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、独立地为-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L1和L2独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基或经取代或未经取代的亚杂芳基；
LP1和LP2独立地为亲脂性聚合物结构域；
X1为键、-C(R5)(R6)-、-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-、-O-C(R5)(R6)-或-O-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)；
X2为-O-或-S-；
R1、R2、R5、R6、R7和R8独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L4独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基或经取代或未经取代的亚杂烷基；
R40、R41和R42独立地为氢、经取代或未经取代的烷基或经取代或未经取代的杂烷基；
Z为-S-、-S+R13-、-NR13-或-N+(R13)(H)；
R13为氢、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、＝O、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO2NH2、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
n1为0到50的整数；
z1和z3独立地为0到100的整数，其中z1或z3中的至少一个不为0；
z2为2到100的整数；
z4为1到100的整数；
并且
z5为1到10的整数。
2.根据权利要求1所述的细胞穿透复合物，其中X1为CH2。
3.根据权利要求1所述的细胞穿透复合物，其中L4独立地为经取代或未经取代的C2-C8亚烷基。
4.根据权利要求1所述的细胞穿透复合物，其中L4独立地为未经取代的C2-C8亚烷基。
5.根据权利要求1所述的细胞穿透复合物，其中L4独立地为未经取代的C2亚烷基、未经取代的C3亚烷基或未经取代的C4亚烷基。
6.根据权利要求1所述的细胞穿透复合物0，其中L4独立地为未经取代的C3亚烷基或未经取代的C4亚烷基。
7.根据权利要求1所述的细胞穿透复合物，其中R40、R41和R42独立地为氢或经取代的杂烷基。
8.根据权利要求1所述的细胞穿透复合物，其中R40、R41和R42独立地为氢或-C(NH)NH2。
9.根据权利要求1所述的细胞穿透复合物，其中R40、R41和R42中的至少两个为氢并且一个为-C(NH)NH2。
10.根据权利要求1所述的细胞穿透复合物，其中Z为-N+(R13)(H)-并且R13为氢。
11.根据权利要求1所述的细胞穿透复合物，其中R1和R2独立地为氢或经取代或未经取代的烷基。
12.根据权利要求1所述的细胞穿透复合物，其中n1为2。
13.根据权利要求1所述的细胞穿透复合物，其中X2为-O-。
14.根据权利要求1所述的细胞穿透复合物，其中z1或z3独立地为10-40的整数。
15.根据权利要求1所述的细胞穿透复合物，其中z2独立地为3-20的整数。
16.根据权利要求1所述的细胞穿透复合物，其中LP1具有下式：
Figure FDA0003263306300000021
其中
n21为1到100的整数；
R201独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
17.根据权利要求16所述的细胞穿透复合物，其中n21为10-40。
18.根据权利要求16所述的细胞穿透复合物，其中R201为未经取代的C12烷基。
19.根据权利要求16所述的细胞穿透复合物，其中LP2具有下式：
Figure FDA0003263306300000031
其中
n22为1到100的整数；
R202独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
20.根据权利要求19所述的细胞穿透复合物，其中n22为10-35。
21.根据权利要求19所述的细胞穿透复合物，其中R202为未经取代的C12烯基。
22.根据权利要求1到18中任一项所述的细胞穿透复合物，其中所述阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure FDA0003263306300000032
其中n21为10到20的整数；
R201独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；并且
z2独立地为3-10的整数。
23.根据权利要求22所述的细胞穿透复合物，其中n21为14，R201为十二烷基并且z2为8。
24.根据权利要求1所述的细胞穿透复合物，其中所述阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure FDA0003263306300000033
其中n22为10到35的整数；
R202独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；并且
z2独立地为5-20的整数。
25.根据权利要求26所述的细胞穿透复合物，其中n22为14，R202为十二烷基并且z2为7。
26.根据权利要求1所述的细胞穿透复合物，其进一步包括第二阳离子两亲性聚合物，其中所述第二阳离子两亲性聚合物不同于所述阳离子两亲性聚合物。
27.根据权利要求26所述的细胞穿透复合物，其中所述第二阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure FDA0003263306300000041
n23为1到100的整数；
z6为5-15的整数；
R3A独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；并且
R203独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
28.根据权利要求27所述的细胞穿透复合物，其中n23为13，z6为11并且R203为十二烷基。
29.一种细胞穿透复合物，其包括与第一阳离子两亲性聚合物和第二两亲性聚合物非共价结合的核酸，
其中所述第一阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure FDA0003263306300000042
或
Figure FDA0003263306300000043
其中
R1A独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
R2A独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、独立地为-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、独立地为-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L1和L2独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚杂烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚杂环烷基、经取代或未经取代的亚芳基或经取代或未经取代的亚杂芳基；
LP1和LP2独立地为亲脂性聚合物结构域；
X1为键、-C(R5)(R6)-、-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)-、-O-C(R5)(R6)-或-O-C(R5)(R6)-C(R7)(R8)；
X2为-O-或-S-；
R1、R2、R5、R6、R7和R8独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
L4独立地为键、-C(O)O-、-O-、-S-、-NH-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-NHC(O)NH-、经取代或未经取代的亚烷基或经取代或未经取代的亚杂烷基；
R40、R41和R42独立地为氢、经取代或未经取代的烷基或经取代或未经取代的杂烷基；
Z为-S-、-S+R13-、-NR13-或-N+(R13)(H)；
R13为氢、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、＝O、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO2NH2、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；
n1为0到50的整数；
z1和z3独立地为0到100的整数，其中z1或z3中的至少一个不为0；
z2为2到100的整数；
z4为1到100的整数；
z5为1到10的整数；并且
其中所述第一阳离子两亲性聚合物和所述第二两亲性聚合物不同。
30.根据权利要求29所述的细胞穿透复合物，其中所述第一阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure FDA0003263306300000051
其中n21为10到20的整数；
R201独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；并且
z2独立地为3-10的整数。
31.根据权利要求30所述的细胞穿透复合物，其中n21为14，R201为十二烷基并且z2为8。
32.根据权利要求29所述的细胞穿透复合物，其中所述第一阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure FDA0003263306300000061
其中n22为10到35的整数；
R202独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；并且
z2独立地为5-20的整数。
33.根据权利要求32所述的细胞穿透复合物，其中n22为14，R202为十二烷基并且z2为7。
34.根据权利要求29所述的细胞穿透复合物，其中所述第二阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure FDA0003263306300000062
其中n23为1到100的整数；
z6为5-15的整数；并且
R3A独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、CHCl2、-CHBr2、-CHF2、-CHI2、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2F、-CH2I、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、-OCH2Cl、-OCH2Br、-OCH2I、-OCH2F、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基；并且
R203独立地为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的芳基或经取代或未经取代的杂芳基。
35.根据权利要求34所述的细胞穿透复合物，其中n23为13，z6为11并且R203为十二烷基。
36.根据权利要求29所述的细胞穿透复合物，其中所述第一阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure FDA0003263306300000063
其中n21为14，R201为十二烷基并且z2为8；并且
其中所述第二阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure FDA0003263306300000071
其中n23为13，R203为十二烷基并且z6为11。
37.根据权利要求34所述的细胞穿透复合物，其中所述第一阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure FDA0003263306300000072
其中n22为10-35的整数，R202为十二烷基并且z2为3-15；并且
其中所述第二阳离子两亲性聚合物具有下式：
Figure FDA0003263306300000073
其中n23为13，R203为十二烷基并且z6为11。
38.一种纳米颗粒组合物，其包括多个根据权利要求1或29所述的细胞穿透复合物。
39.一种药物组合物，其包括根据权利要求1或29所述的细胞穿透复合物和药物赋形剂。
40.一种将核酸转染到细胞中的方法，所述方法包括使细胞与根据权利要求1、26或29所述的细胞穿透复合物接触。
41.根据权利要求40所述的方法，其中所述细胞是肺细胞。
42.根据权利要求40所述的方法，其中所述细胞是网织红细胞。
43.根据权利要求40所述的方法，其中所述细胞是造血干细胞。
44.一种将核酸转染到入网织红细胞中的方法，所述方法包括使细胞与根据权利要求26或29中任一项所述的细胞穿透复合物接触。
45.一种将核酸转染到造血干细胞中的方法，所述方法包括使细胞与根据权利要求26或29中任一项所述的细胞穿透复合物接触。
46.一种将核酸递送至有需要的受试者的肺部的方法，所述方法包括向所述受试者施用根据权利要求1、26或29中任一项所述的细胞穿透复合物。
47.根据权利要求46所述的方法，其中所述细胞穿透复合物不直接施用于肺部。
48.根据权利要求46所述的方法，其中静脉内施用所述细胞穿透复合物。
49.一种将核酸递送至有需要的受试者的多个组织的方法，所述方法包括施用根据权利要求26或29中任一项所述的细胞穿透复合物。
50.根据权利要求49所述的方法，其中所述多个组织包含脾、肝、肺、肾、心脏、胸腺、肌肉、脑、卵巢、肠道相关淋巴组织(GALT)、胰腺、骨髓、淋巴结、造血来源的循环细胞或肾上腺中的至少一个。
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