胍基取代的芳香化合物修饰的高分子材料、制备方法和应用_2

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A或蛋白形成复合物,在该复合物中,由所述 高分子材料携带核酸或蛋白。
[0040] 目前已知的基于阳离子高分子所合成的高分子材料解决了在一些细胞株上的转 染问题,但是效果不尽如人意。与现有技术及市场上高代数同类产品比较,本发明所制备的 胍基取代的芳香化合物修饰的高分子材料,如胍基取代的芳香化合物修饰的聚酰胺-胺、 聚丙烯亚胺、聚赖氨酸树形高分子或聚乙烯亚胺阳离子高分子,能够高效且安全地将核酸 或蛋白分子输送到多种难转染的细胞株中。胍基取代的芳香化合物修饰的阳离子高分子系 统为阳离子系统用于与负电荷的核酸或蛋白形成络合物。此外,该功能基团使得该系统有 助于其通过细胞膜运输。在多种难转染的细胞上有优异的表现。本发明所述高分子材料用 于基因转染的优势在于合成周期短,制备方法简便,转染效率高,细胞毒性低。本发明的高 分子材料可以作为一种兼具高效、低毒、价格低廉、合成简易等优点的高分子材料。
【附图说明】
[0041 ] 图1为实施例1中制备的高分子材料G5-GAHX的合成路线及结构图。
[0042] 图2为实施例1中制备的高分子材料G5-GAHX的一维核磁共振图谱。
[0043] 图3为实施例1中制备的高分子材料G5-GAH60的对照物G5-Arg64的结构图。
[0044] 图4为实施例1中制备的高分子材料G5-GAH60的对照物G5-BA60的结构图。
[0045] 图5为实施例1中制备的高分子材料G5-GAH60的对照物G5-AH60的结构图。
[0046] 图6为实施例1中所得的高分子材料G5-GAHX,和商业化转染试剂Lipo2K在HeLa 细胞中转染绿色荧光蛋白质粒的转染效果图。
[0047] 图7为实施例1中所得的高分子材料G5-GAH60,和对照物G5-Arg64,G5-BA60, G5-AH60,以及商业化转染试剂Lipo2K在HeLa细胞中转染绿色荧光蛋白质粒的转染效果 对比图。
[0048] 图8为实施例1中所得的高分子材料G5-GAHX和商业化转染试剂Lipo2K在稳定 表达荧光素酶的HeLa细胞中转染荧光素酶siRNA的转染效果图。
[0049] 图9为实施例1中所得的高分子材料G5-GAH60和对照物G5-Arg60,G5-BA60, G5-AH60,以及商业化转染试剂Lipo2K在稳定表达荧光素酶的HeLa细胞中转染荧光素酶 siRNA的转染效果对比图。
[0050] 图10为实施例1中所得的高分子材料G5-GAH60和商业化转染试剂Lipo2K在 Hela细胞中转染Bcl-2siRNA的转染效率对比图。
[0051] 图11为实施例1中所得的高分子材料G5-GAH60和对照物G5-Arg64,G5-BA60, G5-AH60以及商业化转染试剂Lipo2K在HeLa细胞上的运输蛋白的效率。
【具体实施方式】
[0052] 结合以下具体实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的保护内容 不局限于以下实施例。在不背离发明构思的精神和范围下,本领域技术人员能够想到的变 化和优点都被包括在本发明中,并且以所附的权利要求书为保护范围。实施本发明的过程、 条件、试剂、实验方法等,除以下专门提及的内容之外,均为本领域的普遍知识和公知常识, 本发明没有特别限制内容。
[0053] 实施例1:
[0054] 本发明胍基取代的芳香化合物修饰的高分子材料(G5-GAHX)的制备及表征
[0055] 如图1所示的基于树形高分子和胍基取代的芳香化合物的高分子材料G5-GAHX, 其结构式如以下式(1A)所示:
[0056]
[0057] 其中,R=G5,为第5代聚酰胺-胺树形高分子,中心核为乙二胺,末端基团为伯胺 基团;
[0058]X表示对胍基苯甲酸共价连接到第5代聚酰胺-胺树形高分子表面的数量;
[0059] 其中,G5的结构如式(8A)所示:
[0060]
[0061]式(8A)中,
[0062] Μ是第5代聚酰胺-胺树形高分子G5的中心核:乙二胺。
[0063] 式(1A)所示高分子材料G5-GAHX的制备合成方法:取一定量的对胍基苯甲酸盐 酸盐溶于2毫升Ν,Ν-二甲基甲酰胺,加入二环己基碳二亚胺和Ν-羟基琥珀酰亚胺,在室 温下搅拌6小时进行反应后,加入三乙胺和30毫克溶于2毫升二甲亚砜溶剂的第5代聚 酰胺-胺树形高分子,室温下搅拌反应148小时,然后透析冷冻干燥,即可得到外观为白色 絮状的高分子材料G5-GAHX;其中所述第5代聚酰胺-胺树形高分子:二环己基碳二亚胺: Ν-羟基琥珀酰亚胺:三乙胺的摩尔比为1 :1. 3 :1. 2 :1. 5。
[0064] 对按上述步骤制备得到的高分子材料G5-GAHX进行核磁共振分析,如图2所示为 高分子材料的一维核磁共振图谱,对胍基苯甲酸共价连接到第5代聚酰胺-胺树形高分 子表面,数量分别为31,40,60,76个。G5-GAH60的对照物分别为图3所示的高分子材料 G5-Arg64,图4所示的高分子材料G5-BA60和图5所示的高分子材料G5-AH60以及商业化 转染试剂Lipo2K。
[0065] 实施例2 :高分子材料G5-GAHX在HeLa细胞上的基因转染实验
[0066] 将实施例1中制得的高分子材料G5-GAH-X和绿色荧光蛋白质粒在室温下形成复 合物,然后在HeLa细胞上进行转染,通过检测绿色荧光蛋白表达量来评估材料的基因转染 效率。具体实验方法:将HeLa细胞培养在24孔板中孵育24小时,将0. 8微克绿色荧光蛋 白质粒或荧光素酶质粒与G5-GAH-X以不同氮磷比混合后加入到培养基中混匀;与细胞一 起孵育6小时后加入含10%血清的培养基500微升,18小时后用荧光显微镜观察绿色荧光 蛋白表达水平。
[0067] 实验结果:
[0068]如图6所示的高分子材料G5-GAH-31、G5-GAH-40、G5-GAH-60和G5-GAH-76在 HeLa细胞上转染绿色荧光蛋白质粒的转染效果,经过实验筛选,G5-GAH-31、G5-GAH-40、 G5-GAH-60和G5-GAH-76分别在10, 10, 8和6微克时转染效果最佳,表明G5-GAH-31、 G5-GAH-40、G5-GAH-60和G5-GAH-76作为基因输送载体可以有效地将绿色荧光蛋白质粒输 送到细胞进行表达。
[0069] 实施例3:高分子材料G5-GAH60和对照物G5-Arg64,G5-BA60,G5-AH60以及 Lip〇2K在HeLa细胞上的基因转染实验
[0070] 将实施例1中制得的高分子材料G5-GAH60,G5-Arg64,G5-BA60,G5-AH60以及 Lip〇2K和绿色荧光蛋白质粒在室温下形成复合物,然后在HeLa细胞上进行转染,通过检测 绿色荧光蛋白表达量来评估材料的基因转染效率。具体实验方法:将HeLa细胞培养在24 孔板中孵育24小时,将0. 8微克绿色荧光蛋白质粒或荧光素酶质粒与G5-GAH60,G5-Arg64, G5-BA60,G5-AH60以不同氮磷比混合后加入到培养基中混匀;与细胞一起孵育6小时后加 入含10%血清的培养基500微升,18小时后用荧光显微镜观察绿色荧光蛋白表达水平。
[0071] 实验结果:
[0072]如图 7 所示的高分子材料G5-GAH60,G5-Arg64,G5-BA60,G5-AH60 以及Lipo2K在 HeLa细胞上转染绿色荧光蛋白质粒的转染效果,经过实验筛选,当以对胍基苯甲酸为功能 基团时,能显著提高高分子材料的基因转染效果,而不以苯甲酸为连接键的G5-Arg64,没有 胍基只连接苯甲酸的G5-BA60,和没有连接键的只有胍基的G5-AH60的基因转染效果均显 著低于G5-GAH60,并且G5-GAH60的基因转染效果和商业化转染试剂Lip〇2K的基因转染效 果相当。
[0073] 实施例4:高分子材料G5-GAH-X在稳转荧光素酶的HeLa细胞上的敲除荧光素酶 的效率
[0074] 研究实施例1中的高分子材料G5-GAH-X在稳转荧光素酶的HeLa细胞上进行转 染,通过检测荧光素酶的表达量来评估材料的基因转染效率。具体实验方法:将HeLa细胞 培养在24孔板中孵育24小时,将0. 05微克siRNA-FAM与G5-GAH-X以不同质量比混
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