專利名稱：一種堿基乙酸甘油醚酯分子，其化學(xué)合成方法及其在基因治療領(lǐng)域的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種堿基乙酸甘油醚酯分子及其化學(xué)合成方法。本發(fā)明還涉及這類堿基乙酸甘油醚酯分子在基因轉(zhuǎn)運領(lǐng)域的應(yīng)用，這類分子結(jié)構(gòu)在生物材料及基因治療領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用前景。本發(fā)明屬于新型生物材料領(lǐng)域，
背景技術(shù)：
基因治療作為多種先天性及獲得性疾病的潛在治療手段，具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。核酸的分子量較大，不能主動跨過細(xì)胞膜。而且，核酸類藥物的血清穩(wěn)定性不好，容易被血清中的核酸酶降解；在整體給藥后，核酸藥物難以靶向性地在病患部位聚集。因此，尋找有效的藥物輸送系統(tǒng)以提高基因藥物的穩(wěn)定性、靶向性和透膜性是實現(xiàn)基因治療臨床應(yīng)用的關(guān)鍵。已經(jīng)用于基因跨膜轉(zhuǎn)運的載體可以分為兩類:病毒類載體和非病毒類載體。病毒類載體轉(zhuǎn)染基因的效率較高。但是制備比較困難，并且可能導(dǎo)致機體細(xì)胞突變甚至癌變，毒副作用難以控制，所以并不適合作為藥物載體。非病毒類載體大多為人工合成，雖然轉(zhuǎn)染效率相對較差，但是種類繁多，結(jié)構(gòu)性能可控，所以在基因運載中應(yīng)用非常廣泛。已經(jīng)用作基因轉(zhuǎn)運的非病毒類載體包括陽離子脂質(zhì)體、陽離子聚合物、納米粒子等(Chem.Rev.2009, 109，259 - 302)。陽離子脂質(zhì)體是應(yīng)用最為廣泛的非病毒類基因載體。陽離子脂質(zhì)體由兩親性分子組成。這類兩親性分子含有陽離子作為極性頭部，以及脂肪族長鏈作為非極性的尾部。陽離子脂質(zhì)體依靠正負(fù)電荷間的庫侖力作用與核酸相結(jié)合，能夠有效地包載核酸。但是由于細(xì)胞膜表面帶有負(fù)電荷，而且血清 中也含有大量的電負(fù)性蛋白，所以陽離子脂質(zhì)體具有較高的細(xì)胞毒性和血清毒性。另外，由于電性作用較強，陽離子脂質(zhì)體與核酸結(jié)合比較緊密，跨膜后難以有效釋放。(Biomaterials 2008, 29，3477-3496)為了避免陽離子化合物帶來的這些問題，構(gòu)建新型載體，利用另外的作用力代替電性作用，實現(xiàn)脂質(zhì)體與核酸的結(jié)合就是一項比較重要的工作。近年來，利用氫鍵作用構(gòu)建基因轉(zhuǎn)運的載體正越來越受到青睞。Milani等(J.Am.Chem.Soc.2007, 129，11664-11665)構(gòu)建了一種核苷酸磷脂分子，利用腺嘌呤核苷作為極性頭部，在5’ -羥基位通過磷酸鍵連接脂肪酸甘油酯作為非極性的尾部。該核苷酸磷脂分子在水溶液中能夠形成有序排列的雙層膜狀結(jié)構(gòu)，通過氫鍵作用包裹聚尿嘧啶核酸鏈。Toth等(Chem.Commun.2010,46, 3140-3142)報道了一種以堿基作為頭部，脂肪鏈作為尾部的新型分子，證實了其與核酸單鏈的氫鍵結(jié)合作用。Chabaud等(BioconjugateChem.2006, 17，466-472)報道了一類帶有核苷結(jié)構(gòu)的陽離子脂質(zhì)體，具有較好的基因轉(zhuǎn)運效果。作者認(rèn)為產(chǎn)生這種效果是因為堿基與核酸之間的氫鍵作用。Moreau等(J.Am.Chem.Soc.2004, 126，7533-7539)人也報道了一系列中性核苷核苷磷脂分子，這類分子在水溶液中能形成凝膠結(jié)構(gòu)，起到誘捕DNA的效果。雖然迄今為止，并沒有人報道脂質(zhì)體類載體可以不依靠靜電相吸作用，僅僅依靠氫鍵將核酸轉(zhuǎn)運至細(xì)胞膜內(nèi)，但是對已該領(lǐng)域的研究正方興未艾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的之一是提供一類堿基乙酸甘油醚酯分子；本發(fā)明目的之二是提供上述堿基乙酸甘油醚酯分子的化學(xué)合成方法；本發(fā)明目的之三是提供上述堿基乙酸甘油醚酯分子在基因治療領(lǐng)域的應(yīng)用。本發(fā)明上述目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種堿基乙酸甘油醚酯分子，其具有如式⑴所示的兩親性結(jié)構(gòu)，即以堿基-1-乙酸為極性頭部，以1，2- 二烷氧基甘油醚為非極性尾部，兩部分通過碳酸酯鍵連接，形成一
個既具有親水性也具有親脂性的兩親性結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種堿基乙酸甘油醚酯分子，其特征在于具有如式(I)所示的兩親性結(jié)構(gòu)，即以堿基-1-乙酸為極性頭部，以1，2-二烷氧基甘油醚為非極性尾部，兩部分通過碳酸酯鍵連接，形成一個既具有親水性也具有親脂性的兩親性結(jié)構(gòu):
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿基乙酸甘油醚酯分子，其特征在于，其所含堿基，即式(I)中的Base基團，為天然嘌呤和嘧啶堿基，即腺嘌呤、鳥嘌呤、次黃嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶及尿嘧啶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿基乙酸甘油醚酯分子，其特征在于，其所含脂肪長鏈，即式(I)中的R基團，為長度在8個碳到25個碳之間，飽和或不飽和的脂肪族碳鏈。
4.一種制備如權(quán)利要求1至3任一項所述堿基乙酸甘油醚酯分子的化學(xué)合成方法，其特征在于，以如式(II)所示堿基-1-乙酸活化衍生物、如式(III)所示的1，2- 二脂肪醚甘油-3-醇原料，反應(yīng)制得如權(quán)利要求1至3任一項中式(I)所示的堿基乙酸甘油醚酯分子。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的化學(xué)合成方法，其特征在于，使用的如式(II)所示的堿基-1-乙酸活化衍生物，其R’基團為氯或N-氧基-琥珀酰亞胺；使用的如式(III)所示的1，2- 二脂肪醚甘油-3-醇，其R基團為長度在8個碳到25個碳之間，飽和或不飽和的脂肪族碳鏈。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的化學(xué)合成方法，其特征在于，其包括以下步驟:(i)商業(yè)購買或者由簡單原料制備如式(II)所示的堿基-1-乙酸活化衍生物、如式(III)所示的1，2- 二脂肪醚甘油-3-醇；(ii)用如式(II)所示的堿基-1-乙酸活化衍生物、如式(III)所示的1，2- 二脂肪醚甘油-3-醇在有機溶劑中反應(yīng),或者加入堿或酯縮合催化劑反應(yīng)，得到如式⑴所示的目標(biāo)產(chǎn)物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的合成方法，其特征在于，步驟(ii)所用有機溶劑選自乙腈，N，N-二甲基甲酰胺，N-甲基吡咯烷，二氯甲烷，二氯乙烷，四氫呋喃，苯或其它非質(zhì)子性溶劑中的一種或幾種的混合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的合成方法，其特征在于，步驟(ii)中加入4-二甲氨基吡啶，三乙胺，吡啶、氫氧化鉀或氫氧化鈉中的一種或幾種作為添加劑，優(yōu)選的，加入4-二甲氨基吡啶作為催化劑，加入吡啶或者三乙胺作為有機堿。
9.權(quán)利要求1至3任一項所述的堿基乙酸甘油醚酯分子在制備具有超分子結(jié)構(gòu)的物質(zhì)中的應(yīng)用，優(yōu)選的，所述的超分子結(jié)構(gòu)為脂質(zhì)體。
10.權(quán)利要求1至3任一項所述的堿基乙酸甘油醚酯分子在制備用于基因治療的轉(zhuǎn)染試劑中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種堿基乙酸甘油醚酯分子，其化學(xué)合成方法及其在基因轉(zhuǎn)運中的應(yīng)用。該分子具有如式(I)所示的兩親性結(jié)構(gòu)，即以堿基-1-乙酸為親水性頭部，通過碳酸酯鍵連接作為疏水性尾部的甘油脂肪醚，形成一個兩親性分子。其中Base基團為常見的天然嘌呤和嘧啶堿基，R基團為飽和或不飽和的脂肪族碳鏈。該化合物可以通過堿基-1-乙酸的活化衍生物與1,2-二脂肪醚甘油-3-醇反應(yīng)制得，原料廉價，合成方法簡單。該化合物可制備成脂質(zhì)體等超分子結(jié)構(gòu)，且沒有明顯的細(xì)胞毒性，其頭部的堿基能夠結(jié)合核酸，并運載核酸進(jìn)入細(xì)胞膜，因而，該化合物具有成為新型非陽離子基因載體的潛力，在基因治療領(lǐng)域?qū)⒌玫綇V泛應(yīng)用。
文檔編號C07D473/30GK103242243SQ20131000650
公開日2013年8月14日 申請日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者楊振軍, 潘德林, 李雅婷, 武蕓, 張禮和 申請人:北京大學(xué)