CN117427174B - 一种用于核酸药物的复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种用于核酸药物的复合材料及其制备方法和应用。本申请用于核酸药物的复合材料包括阳离子聚酯和脂质组合物,脂质组合物包括中性脂质、可电离阳离子脂质、胆固醇和脂质聚乙二醇中的至少一种;阳离子聚酯为单体P、单体S和单体M三种单体,或者单体P和单体S两种单体,与单体T聚合形成的超支化聚合物,并且超支化聚合物的端基具有基团E修饰,即HBPA‑E。本申请用于核酸药物的复合材料,在作为核酸药物载体进行核酸递送时,不仅能够扩大递送体系的有效阳离子聚酯/核酸药物质量比范围;而且,使得核酸药物在体内的稳定性更高,从而显著提高核酸药物的体内递送效果。

Description

一种用于核酸药物的复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本申请涉及核酸递送材料技术领域,特别是涉及一种用于核酸药物的复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
核酸药物作为一种新兴的基因疗法,在医学和生物研究领域引起广泛关注。RNA药物具有广泛的治疗应用、可定制性和相对较短的开发周期等优势,在多种疾病领域,如遗传性疾病、癌症、感染性疾病和自身免疫性疾病中都具有广泛的应用潜力。然而,RNA药物也面临一系列技术和应用上的挑战。其中包括递送问题,即如何有效地将RNA药物输送到目标细胞内,这是实际应用的一个关键难题。目前商业上成功的递送技术主要基于可电离的阳离子脂质纳米粒(LNP)技术。然而LNP仍存在诸多问题,如递送效率偏低、肝脏富集、稳定性较差、副作用显著等,极大限制其应用范围。因此开发高效低毒的活体递送系统仍然是mRNA技术发展的瓶颈问题。
本申请人研发了一种转染效率高、细胞毒性低的具有超支化结构的阳离子聚酯,即HBPA-E,其授权公告号为CN115926134B。HBPA-E的基因递送效率显著优于线性聚合物及现有最佳商用mRNA转染试剂,且细胞毒性更低;并且,该材料可溶于乙醇因而具有潜在的临床应用潜力。
然而,在深入的研究发现,HBPA-E虽然具有较高的体外转染效率;但是,在进行活体递送时,其递送效率不够理想。因此,如何提高HBPA-E的活体递送效率,是亟待解决的重要课题。
发明内容
本申请的目的是提供一种新的用于核酸药物的复合材料及其制备方法和应用。
为了实现上述目的,本申请采用了以下技术方案:
本申请的第一方面公开了一种用于核酸药物的复合材料,包括阳离子聚酯和脂质组合物;脂质组合物包括中性脂质、可电离阳离子脂质、胆固醇(Chol)和脂质聚乙二醇中的至少一种;阳离子聚酯为单体P、单体S和单体M三种单体,或者单体P和单体S两种单体,与单体T聚合形成的超支化聚合物,并且超支化聚合物的端基具有基团E修饰;其中,单体P为环内酯;单体S为端基含有两个或两个以上羧基的有机酸;单体M为含有两个羟基,以及一个仲胺或叔胺的化合物;单体T为含有三个或三个以上羟基的化合物;提供基团E修饰的端基修饰化合物E为至少含有一个伯胺、仲胺或叔胺基团的化合物。
需要说明的是,本申请采用的阳离子聚酯为CN115926134B中的阳离子聚酯,即HBPA-E;因此,CN115926134B中所有关于HBPA-E的技术内容援引至本申请。
还需要说明的是,本申请的复合材料,利用阳离子聚酯和脂质组合物有机结合,在作为核酸药物载体进行核酸递送时,相比于单纯采用阳离子聚酯的递送体系,采用本申请复合材料的递送体系的阳离子聚酯成分和核酸的质量比的范围明显增加,使得在较低的阳离子聚酯/核酸质量比下,仍然能够进行有效递送,同时由于脂质组合物的存在,使得核酸药物在体内的稳定性更高,从而显著提高核酸药物的体内递送效果。
本申请的一种实现方式中,中性脂质为二硬脂酰磷脂酰胆碱(DSPC)、1,2-二油酰-sn-甘油-3-磷脂酰乙醇胺(DOPE)、1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DOPC)中的至少一种。
本申请的一种实现方式中,可电离阳离子脂质为4-(N,N-二甲基氨基)丁酸(二亚油基)甲酯(D-Lin-MC3-DMA)、((4 羟基丁基)氮杂二烷基)双(己烷-6 ,1-二基)双(2-己基癸酸酯)(ALC-0315)、8-[(2-羟乙基)[6-氧代-6-(十一烷基氧基)己基]氨基]辛酸1-辛基壬基酯(SM-102)中的至少一种。
本申请的一种实现方式中,脂质聚乙二醇为1,2-二肉豆蔻酰-rac-甘油-3-甲氧基聚乙二醇2000(DMG-PEG2000)、甲氧基聚乙二醇双十四烷基乙酰胺(ALC-0159)、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000(DSPE-PEG2000)中的至少一种。
需要说明的是,以上具体的中性脂质、可电离阳离子脂质和脂质聚乙二醇只是本申请的实现方式中具体采用并经过验证的脂质材料,在本申请的发明构思下,不排除还可以采用其他性能相似的中性脂质、可电离阳离子脂质或脂质聚乙二醇。
本申请的一种实现方式中,脂质组合物由重量份0%~100%的中性脂质、0~100%的可电离阳离子脂质、0%~40%的胆固醇和0%~50%的脂质聚乙二醇组成。其中,0%表示脂质组合物中可以不含该成分,可以理解,中性脂质、可电离阳离子脂质、胆固醇和脂质聚乙二醇四者不能同时为0%;100%表示脂质组合物可以完全由该成分组成,例如脂质组合物为100%的中性脂质,即脂质组合物中所有组分都是中性脂质。因此,本申请的脂质组合物可以100%为中性脂质,或者100%为可电离阳离子脂质;但是,在使用胆固醇时,需要配合中性脂质、可电离阳离子脂质和脂质聚乙二醇中的至少一种;同样的,在使用脂质聚乙二醇时,也需要配合中性脂质、可电离阳离子脂质和胆固醇中的至少一种;同时使用胆固醇和脂质聚乙二醇时,还需要配合中性脂质和可电离阳离子脂质中的至少一种。
需要说明的是,本申请的复合材料中,中性脂质是结构脂质,对脂质膜形成起重要作用;脂质聚乙二醇能提高核酸药物(LPP)的稳定性,延长体内循环时间。可电离阳离子脂质在促进核酸包封及内体逃逸过程中发挥重要作用,但可被本申请的阳离子聚酯替代;并且,采用本申请的阳离子聚酯还能够达到更优的递送效果,故可电离阳离子脂质可根据需求添加或不添加。胆固醇能提高脂质膜的稳定性、促进膜融合,可以根据需求添加;本申请的实现方式中,加胆固醇比没加胆固醇的递送效率高,例如本申请的实施例7、10、26和27;当然,未加胆固醇的组别递送效率仍高于对照组,例如实施例10和27高于对照例3。
还需要说明的是,本申请的脂质组合物可以由中性脂质、可电离阳离子脂质、胆固醇和脂质聚乙二醇组成,也可以由中性脂质、胆固醇和脂质聚乙二醇组成,或由中性脂质、可电离阳离子脂质和脂质聚乙二醇组成,或由中性脂质和脂质聚乙二醇组成。
本申请的一种实现方式中,阳离子聚酯和脂质组合物的重量比为1:10~20:1。
需要说明的是,本申请的复合材料中,脂质组合物的作用主要是与阳离子聚酯配合,提高核酸药物的活体递送效果;可以理解,脂质组合物的用量太小,其提高核酸药物活体递送的效果较差;但是,脂质组合物的用量太大,又会影响阳离子聚酯自身的功能和效果。因此,本申请优选的阳离子聚酯和脂质组合物的重量比为1:10~20:1。例如,阳离子聚酯和脂质组合物的重量比为1:10,即1份重量的阳离子聚酯和10份重量的脂质组合物混合;阳离子聚酯和脂质组合物的重量比为20:1,即20份重量阳离子聚酯和1份重量脂质组合物混合。
本申请的第二方面公开了本申请的复合材料在制备核酸药物载体中的应用。
可以理解,本申请的复合材料本身就是为了解决阳离子聚酯单独作为核酸药物载体时,递送体系的活体递送效果不理想的问题;因此,本申请的复合材料当然可以作为核酸药物载体使用,即用于制备核酸药物载体。当然,根据不同的产品设计需求或者使用需求,核酸药物载体或者核酸药物中还可以添加除本申请的复合材料以外的其他辅助成分;原则上,只要核酸药物中含有本申请的复合材料,就能够提高其在体内的递送效果。
本申请的第三方面公开了一种采用本申请的复合材料作为载体的核酸药物。
可以理解,本申请的核酸药物由于采用本申请的复合材料作为载体,能够有效的提高核酸药物的活体递送效果。
本申请的一种实现方式中,核酸药物中的核酸为mRNA、环状RNA、saRNA、siRNA、microRNA、反义寡核苷酸、shRNA、small activating RNA和DNA中的至少一种。
可以理解,本申请的关键在于采用本申请的复合材料提升核酸药物的体内递送效果,至于具体递送的核酸,可以根据需求而定,包括但不仅限于mRNA、环状RNA、saRNA、siRNA、microRNA、反义寡核苷酸、shRNA、small activating RNA和DNA。
本申请的一种实现方式中,复合材料和核酸的质量比为5:1~500:1,其中复合材料的阳离子聚酯和脂质组合物的质量比为1:10~20:1。例如,复合材料和核酸的质量比为5:1,即5重量份复合材料对应1重量份核酸,复合材料和核酸的质量比为500:1,即500重量份复合材料对应1重量份核酸。
本申请的第四方面公开了本申请的核酸药物的制备方法,包括以下步骤,
将阳离子聚酯和脂质组合物混合共溶于溶剂中,加入核酸,室温孵育,获得本申请的核酸药物,即一步法;
或者,先将阳离子聚酯溶于溶剂中,加入核酸,室温孵育,然后加入脂质组合物,再次进行室温孵育,获得本申请的核酸药物,即两步法。
需要说明的是,本申请的核酸药物可以采用一步法或两步法制备,两者制备的核酸药物的微观结构有所不同。其中,一步法制备获得的核酸药物中,阳离子聚酯和脂质组合物是混合在一起作为混合材料包裹核酸。两步法制备获得的核酸药物中,是先采用阳离子聚酯包裹核酸,然后再加入脂质组合物,以阳离子聚酯和核酸的复合物为核,脂质组合物为外壳,由此形成的双层结构纳米颗粒。本申请的两种方式制备获得的核酸药物都具有较好的体内递送效果。
本申请的一种实现方式中,溶剂为极性溶剂。
需要说明的是,本申请的溶剂主要是为各组分均匀分散和核酸药物自组装提供环境;因此,易于在水中分散利于复合材料自组装成纳米结构的极性溶剂都可以适用于本申请,包括但不仅限于乙醇、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺或其组合。
本申请的一种实现方式中,室温孵育的时间为5~30分钟。
由于采用以上技术方案,本申请的有益效果在于:
本申请用于核酸药物的复合材料,在作为核酸药物载体进行核酸递送时,不仅能够增加有效的阳离子聚酯/核酸的质量比范围,而且,使得核酸药物在体内的稳定性更高,从而显著提高核酸药物的体内递送效果。
附图说明
图1是本申请实施例中一步法制备的不同比例及不同组分LPP复合物的体外转染效率测试结果;
图2是本申请实施例中两步法制备的不同比例及不同组分LPP复合物的体外转染效率测试结果;
图3是本申请实施例中一步法制备的不同比例及不同组分LPP复合物的活体肺部给药递送效果;
图4是本申请实施例中两步法制备的不同比例及不同组分LPP复合物的活体肺部给药递送效果;
图5是本申请实施例中不同配方的LPP复合物的活体静脉注射递送效果及分布结果。
具体实施方式
深入研究发现,CN115926134B中记载的HBPA-E作为载体制备的核酸药物具有高效的体外细胞水平的基因递送效率;然而,这种HBPA-E核酸药物表面显著带正电,体内半衰期短,易引发免疫原性而被快速清除,因此,在进行体内递送时效率较低。
进一步的研究发现,在HBPA-E核酸药物递送体系中加入中性脂质、可电离阳离子脂质、胆固醇和脂质聚乙二醇等脂质组合物,能够提高核酸药物在体内的稳定性更高,从而显著提高核酸药物的体内递送效果。
基于以上研究和认识,本申请创造性的提出一种用于核酸药物的复合材料,包括阳离子聚酯和脂质组合物;其中,脂质组合物包括中性脂质、可电离阳离子脂质、胆固醇和脂质聚乙二醇中的至少一种;阳离子聚酯即CN115926134B中记载的HBPA-E。
本申请的复合材料,作为核酸药物载体使用时,一方面,明显提高了核酸药物的递送效率和体内稳定性;另一方面,解决了在低的阳离子聚酯/核酸质量比下没有递送效果的问题,扩展了递送系统的有效质量比范围,从而降低了阳离子聚酯的使用量,进一步的降低其对细胞的潜在毒性。可以理解,在本申请改进之前,由于在低的阳离子聚酯/核酸质量比下没有较好的递送效果,因此,必须采用更多的阳离子聚酯;在本申请改进之后,扩展了递送系统的有效质量比范围,可以降低阳离子聚酯的使用量,从而进一步降低其对细胞的潜在毒性。也就是说,在本申请改进后,在相同递送效率下,可以采用更少的阳离子聚酯。
下面通过具体实施例对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明,不应理解为对本申请的限制。
若未特别指明,以下实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
一、HBPA及其端基修饰物HBPA-E的合成
超支化聚合物HBPA-E的合成方法参考CN115926134B,具体的,以两步反应合成,第一步将四种单体,即单体P环十五烷内酯(PDL)、单体S癸二酸(SA)、单体M甲基二乙醇胺(MDEA)、单体T三乙醇胺(TEA),依序以1:9:6.2:1的投料摩尔比加入圆底烧瓶中,并按总原料质量的10 Wt%加入固定化脂肪酶(CALB),最后加入原料200 Wt%的二苯醚。将反应体系用氩气置换3次后,60 mbar下搅拌加热至90 ℃反应24小时,接着2.1 mbar压力下继续反应48小时。反应结束后将反应液过滤除去脂肪酶。滤液加正己烷,涡旋、离心后,倒去上清液,沉淀加二氯甲烷溶解,再加正己烷使其析出,离心,倒去上清液。上述操作重复3次。将沉淀物真空干燥一天得到HBPA。
第二步,取250 mg HBPA溶于5 mL超干二氯甲烷(DCM),搅拌下加入40 eq的CDI。将反应体系用氩气置换3次后,室温搅拌过夜。将反应液浓缩至3 mL,加3倍体积乙醚,涡旋、离心,除去沉淀物。将上清液减压旋干,加超干DCM溶解,再搅拌下加40 eq的E14,室温反应24小时。反应结束后,往反应液中加等体积去离子水,涡旋、离心分层后,除去上层水相。再加等体积去离子水,重复上述操作5次。向下层的二氯甲烷溶液中加3倍体积正己烷,涡旋、离心。将沉淀物真空干燥一天得到HBPA-E14。
E14的结构式如下:
HBPA-E14的结构式如下:
二、核酸药物(LPP复合物)的制备方法和表征
本例分别采用一步法和两步法制备了HBPA-E和脂质组合物不同配比的核酸药物,其中,核酸采用Firefly Luciferase mRNA (N1-Me-Pseudo UTP,南京诺唯赞生物科技股份有限公司),具体如下。
两步法:将HBPA-E溶于乙醇中,制成浓度为40 mg/mL的HBPA-E溶液,采用9mM醋酸钠缓冲液50 μL,对1 μL的HBPA-E溶液进行稀释,然后,按照表1的比例,将稀释后的HBPA-E溶液与浓度为20 μg/mL的mRNA醋酸钠缓冲液混合,室温下孵育10分钟;将脂质组合物按照表1的配方混合,溶于乙醇中,制成脂质组合物溶液,然后按照表1的配比,将脂质组合物溶液与HBPA-E溶液和mRNA的孵育产物混合,充分混合,室温下继续孵育10分钟,即获得本例的核酸药物。
一步法:将HBPA-E、脂质组合物按照表2的比例混合共溶于乙醇,配制为总浓度20mg/mL的溶液。以实施例20为例,取混合溶液0.75 μL,与1 μg的mRNA的醋酸钠(9mM)缓冲液充分混合,室温下孵育10分钟,即获得本例的核酸药物。其中,mRNA的醋酸钠缓冲液中mRNA的浓度为20 μg/mL。
在25 ℃下通过粒度仪(Malvern Panalytical Zetasizer Pro)测试本例制备的核酸药物的粒径,一步法制备的核酸药物的测试结果如表1所示,两步法制备的核酸药物的测试结果如表2所示。
表1 两步法制备核酸药物的配方及制备的核酸药物的粒径测试结果
表2 一步法制备核酸药物的配方及制备的核酸药物的粒径测试结果
表1和表2中,“D-Lin-MC3-DMA、DSPC、DOPE、Chol、DMG-PEG”对应的列为Lipid组分,即脂质组合物;“Lipid/HBPA-E/mRNA”为脂质组合物、阳离子聚酯和mRNA的质量比,“DMG-PEG”即1,2-二肉豆蔻酰-rac-甘油-3-甲氧基聚乙二醇2000,“Dh”即粒度仪测试结果。
从表1和表2的结果可以看出,用本例复合材料制备的纳米粒比单纯阳离子聚酯制备的纳米粒尺寸大;并且,一步法比两步法制备的纳米粒尺寸也要大一些。随着脂质组合物和阳离子聚酯质量占比的增加,粒径也呈现出增大的趋势;其中相同质量比的样品脂质组合物中阳离子脂质占比越低,所制备的纳米粒粒径越大。
三、LPP复合物在体外细胞的mRNA转染效率测试
按照表1和表2的配方制备表达荧光素酶(luciferase)的mRNA(FireflyLuciferase DNA,广州艾基生物技术有限公司)的核酸药物后,本例将不同的核酸药物在A549细胞模型中测试转染效率。
细胞转染的具体方法如下:将A549细胞(ATCC)接种于48孔细胞培养板中(2.5×104/孔),细胞在37 ℃且含有5 % CO2的DMEM中培养12 h贴壁后,更换DMEM培养基(250 µL/孔),加入待测样品及阳性对照分别培养24 h,按最终每孔2 µg/mL mRNA计算加入样品。待测样品即表1和表2配比制备的核酸药物,mRNA转染的阳性对照采用赛默飞的Lipofectamine MessengerMAX(LipoMM)。
细胞转染后裂解及发光效果测试的具体方法如下:细胞在转染24小时后,将孔板中的培养基吸掉,之后放在-80℃冰箱10分钟。取出孔板放置到4 ℃,取40 µL 裂解液到48孔板,覆盖底面,静置5 min,再取280 µL测试液到48孔板 ,然后取160 µL混合物到黑色酶标仪板,最后用排枪取40 µLD-Luciferin加入每个孔。常温反应2分钟之后放入酶标仪测试560 nm发光。一步法制备的不同比例及不同组分LPP复合物的体外转染效率如图1所示,两步法制备的不同比例及不同组分LPP复合物的体外转染效率如图2所示。
图1和图2的结果显示,加入含阳离子脂质的脂质组合物能显著提高转染效率,例如对照例1~4,实施例1~6、18、20~25;但是,加入中性脂质组合物会降低转染效率,例如对照例3,实施例5、11~13、7;且转染效率随着中性脂质含量升高而降低,例如对照例3,实施例5、11~13、7。并且,一步法制备的LPP复合物转染效率较两步法有所下降,但仍高于单纯的阳离子聚酯,例如对照例2~3,实施例20~23,且一步法的制备工艺更简便。
四、复合物活体的mRNA转染效果测试
本例分别测试按表1和表2制备的LPP复合物在活体的mRNA转染效果,具体方法如下:4~6周龄C57小鼠(体重约20 g)购自广东省医学实验动物中心,并在SPF (specificpathogen-free)环境级别监控及饲养。
将LPP复合物分别通过肺部给药(用肺部喷雾针插入气管给药,5 µg剂量)注入小鼠体内,观察其在肺部的荧光素酶表达效果,以生理盐水作为空白对照。结果如图3和图4所示。同样,将LPP复合物通过静脉给药(用1mL无菌注射器插入小鼠尾静脉给药,5 µg剂量)注入小鼠体内,观察其在体内的荧光素酶表达效果及组织分布情况,以生理盐水作为空白对照。结果如图5所示。
图3和图4的结果显示,在单纯阳离子聚酯基础上加入脂质组合物能显著提高肺部给药递送效率,例如实施例5~18、22~28。且随着脂质组合物中阳离子脂质含量降低,递送效率提高,在完全中性的脂质组合物时,递送效率达到最大,例如实施例5、7、11~13,这一点与体外细胞转染得到的结果相反。其中,中性磷脂DSPC的表现优于DOPE,例如实施例7、9,加入胆固醇的脂质组合物也显著优于不含胆固醇的组别,例如实施例7、10。与细胞转染结果相似,一步法制备的LPP复合物在肺部给药时递送效率较两步法有所下降,但仍高于单纯的阳离子聚酯,例如对照例3~4,实施例22~28。
图5显示了静脉给药活体递送效果,结果显示,加入中性脂质组合物制备的LPP复合物在静脉给药后mRNA基本只在脾脏表达,这和对照例相似,但加入中性脂质组合物后,LPP复合物在脾脏的表达效果显著提升,这说明LPP显著提高了静脉给药递送效率,这与肺部给药的结果相似,例如对照例3~4,实施例7~10、17、26、28。
综上所述,本例的复合材料能够增加有效的阳离子聚酯/核酸的质量比范围,使得核酸药物在体内的稳定性更高,显著提高核酸药物的体内递送效果。
需要说明的是,基于相似结构和性质可以采用DOPC替换表1和表2的DOPE,可以采用ALC-0315和/或SM-102替换表1和表2的D-Lin-MC3-DMA,同样的,可以采用ALC-0159和/或DSPE-PEG2000替换表1和表2的DMG-PEG2000。
以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明,不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (7)

1.一种用于核酸药物的复合材料,其特征在于:包括阳离子聚酯和脂质组合物;
所述脂质组合物由中性脂质、可电离阳离子脂质、胆固醇和脂质聚乙二醇组成,或者由中性脂质、胆固醇和脂质聚乙二醇组成,或者由中性脂质、可电离阳离子脂质和脂质聚乙二醇组成,或者由中性脂质和脂质聚乙二醇组成;
所述阳离子聚酯的结构式如下,
结构式中,x、y、z为1至200的独立整数,n为0至200的整数;
提供基团E修饰的端基修饰化合物E为E14,
所述中性脂质为二硬脂酰磷脂酰胆碱、1,2-二油酰-sn-甘油-3-磷脂酰乙醇胺、1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱中的至少一种;
所述可电离阳离子脂质为4-(N,N-二甲基氨基)丁酸(二亚油基)甲酯、((4 羟基丁基)氮杂二烷基)双(己烷-6 ,1-二基)双(2-己基癸酸酯)、8-[(2-羟乙基)[6-氧代-6-(十一烷基氧基)己基]氨基]辛酸1-辛基壬基酯中的至少一种;
所述脂质聚乙二醇为1,2-二肉豆蔻酰-rac-甘油-3-甲氧基聚乙二醇2000、甲氧基聚乙二醇双十四烷基乙酰胺、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000中的至少一种;
所述脂质组合物由重量份10%~98.5%的中性脂质、0~50%的可电离阳离子脂质、0%~40%的胆固醇和1.5%~50%的脂质聚乙二醇组成;
所述阳离子聚酯和脂质组合物的重量比为1:10~20:1。
2.权利要求1所述的复合材料在制备核酸药物载体中的应用。
3.一种采用权利要求1所述的复合材料作为载体的核酸药物。
4.根据权利要求3所述的核酸药物,其特征在于:核酸为mRNA、环状RNA、saRNA、siRNA、microRNA、反义寡核苷酸、shRNA、small activating RNA和DNA中的至少一种。
5.根据权利要求3或4所述的核酸药物,其特征在于:复合材料和核酸的质量比为5:1~500:1,其中复合材料的阳离子聚酯和脂质组合物的质量比为1:10~20:1。
6.权利要求3-5任一项所述的核酸药物的制备方法,其特征在于:包括以下步骤,
将阳离子聚酯和脂质组合物混合共溶于溶剂中,加入核酸,室温孵育,获得所述核酸药物;
或者,先将阳离子聚酯溶于溶剂中,加入核酸,室温孵育,然后加入脂质组合物,再次进行室温孵育,获得所述核酸药物。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于:所述溶剂为极性溶剂。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008124634A1 (en) * 2007-04-04 2008-10-16 Massachusetts Institute Of Technology Polymer-encapsulated reverse micelles
NZ594245A (en) * 2008-12-26 2013-02-22 Samyang Biopharmaceuticals Pharmaceutical composition containing an anionic drug, a cationic lipid and an amphiphilic block copolymer
WO2017102894A1 (en) * 2015-12-17 2017-06-22 Universidade De Santiago De Compostela Aqueous synthesis and in-situ rapid screening of amphiphilic polymers
CN114306279A (zh) * 2021-12-30 2022-04-12 复旦大学 基于科罗索酸或其类似物的脂质纳米颗粒系统及其制备方法和应用
CN115926134A (zh) * 2022-11-14 2023-04-07 百达联康生物科技(深圳)有限公司 一种阳离子聚酯及其制备方法和应用
CN116370437A (zh) * 2023-05-26 2023-07-04 北京因诺惟康医药科技有限公司 包含胆固醇琥珀酸单酯的核酸脂质纳米颗粒组合物及其用途
WO2023214534A1 (ja) * 2022-05-02 2023-11-09 国立大学法人北海道大学 アミノポリエステル及び脂質ナノ粒子

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10292932B2 (en) * 2008-12-26 2019-05-21 Samyang Biopharmaceuticals Corporation Polymeric micelle particle comprising anionic drugs and method of preparing the same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008124634A1 (en) * 2007-04-04 2008-10-16 Massachusetts Institute Of Technology Polymer-encapsulated reverse micelles
NZ594245A (en) * 2008-12-26 2013-02-22 Samyang Biopharmaceuticals Pharmaceutical composition containing an anionic drug, a cationic lipid and an amphiphilic block copolymer
WO2017102894A1 (en) * 2015-12-17 2017-06-22 Universidade De Santiago De Compostela Aqueous synthesis and in-situ rapid screening of amphiphilic polymers
CN114306279A (zh) * 2021-12-30 2022-04-12 复旦大学 基于科罗索酸或其类似物的脂质纳米颗粒系统及其制备方法和应用
WO2023214534A1 (ja) * 2022-05-02 2023-11-09 国立大学法人北海道大学 アミノポリエステル及び脂質ナノ粒子
CN115926134A (zh) * 2022-11-14 2023-04-07 百达联康生物科技(深圳)有限公司 一种阳离子聚酯及其制备方法和应用
CN116370437A (zh) * 2023-05-26 2023-07-04 北京因诺惟康医药科技有限公司 包含胆固醇琥珀酸单酯的核酸脂质纳米颗粒组合物及其用途

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