標的プラスミドDNA送達に対するメチオニン機能性生体適合性共重合体
Summary
本研究では、可逆添加断片化鎖伝達(RAFT)法を介したメチオニン機能性生体適合性共重合体(mBG)の調製を提示する。得られたmBGとそのトランスフェクション効率のプラスミドDNA複合能も調べられた。RAFT法は、特殊な官能基を含むモノマーを重合するために非常に有益である。
Abstract
可逆的な付加断片化鎖伝達(RAFT)重合はラジカル重合および生きている重合の利点を統合する。本研究では、RAFT重合によるメチオニン機能性生体適合性共重合体の調製を提示する。まず、N,N-ビス(2-ヒドロキエチエル)メタクリラム化-b-N-(3-アミノプロピル)メタクリラム化物(BNHEMA-b-APMA,BA)を用いてRAFT重合を介して合成した4,4′-azobis(4-チアノバリン酸)(ACVA) 連鎖伝達剤として開始剤および4-シアンペンタノイン酸ジチオベンゾエート(CTP)を開始する。続いて、N、N-ビス(2-ヒドロキセチル)メタクリラム化-b-N-(3-グアニジノプロピル)メタクリラム化物(メチオニン移植BNHEMA-b-GPMA、mBG)は、メチオニンおよびグアニジンでAPMAのアミン基を修飾することによって調製した。グループ。mBG1、mBG2、およびmBG3の3種類のブロックポリマーを比較するために合成した。Ninhydrin反応は、APMA含有量を定量するために使用された。mBG1、mBG2、およびmBG3はそれぞれ21%、37%、および52%のAPMAを持っていた。ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)の結果は、BA共重合体が16,200(BA1)、20,900(BA2)、および27,200(BA3)g/molの分子量を有することを示した。得られたブロック共重合遺伝子キャリアのプラスミドDNA(pDNA)複合能も調べた。pDNAがmBG1、mBG2、mBG3と完全に複合化した場合、電荷比(N/P)は8、16、4であった。mBG/pDNAポリプレックスのN/P比が1より高い場合、mBGのゼータ電位は陽性であった。16と32の間のN/P比では、mBG/pDNAポリプレックスの平均粒径は100〜200nmであった。全体的に、この研究は、ブロック共重合体キャリア合成のためのシンプルで便利なプロトコルを示しています。
Introduction
近年、あらゆる種類の疾患を治療する薬剤としての核酸の治療的送達に対する遺伝子治療が出現している1.プラスミドDNA(pDNA)および小さな干渉RNA(siRNA)を含む遺伝子薬剤の開発は、薬物送達システム(DDS)2の安定性および効率に依存する。すべてのDDSの中で、カチオン性ポリマーキャリアは、良好な安定性、低免疫原性、および顔の調製および修飾の利点を有し、これはカチオン性ポリマーキャリアに広範な応用見通し3、4を与える。生物医学の実用的な適用のために、研究者は高効率、低毒性およびよいターゲティング能力5のカチオン性ポリマーキャリアを見つける必要がある。すべてのポリマーキャリアの中で、ブロック共重合体は、最も広く使用されている薬物送達システムの1つである。ブロック共重合体は、薬物送達5においてミセル、微小球、およびナノ粒子を形成する自己組織化特性および能力について集中的に研究される。ブロック共重合体は、生体重合またはクリック化学法を介して合成することができる。
1956年、Szwarcらは生きている重合の話題を提起し、鎖破断反応なしの反応として定義した6,7.それ以来、この方法を使用してポリマーを合成するための複数の技術が開発されました。したがって、生きている重合はポリマー科学8のマイルストーンと見なされる。生きている重合は生きているアニオンの重合、生きているカチオン性重合、および可逆的な不活性化ラジカル重合(RDRP)9に分類することができる。生きているアニオン/カチオン性重合は、その厳しい反応条件10に起因する適用の限られた範囲を有する。制御/生きているラジカル重合(CRP)は、軽度の反応条件、便利な性質、および良好な収率を有し、したがって、近年11の主要な研究の焦点となっている。CRPでは、活性伝播鎖は、フリーラジカルの濃度を低下させ、連鎖ラジカルの二分子反応を回避するために休眠状態のものに可逆的に受動する。添加重合は、不活性休眠伝播鎖がチェーンラジカルに可逆的にアニメーション化された場合にのみ継続できます。生きているラジカル重合の最も有望な形態の一つとして、可逆的な加断片化鎖伝達(RAFT)重合は、制御された分子量および構造を有するブロックポリマーを得るために適用可能な方法であり、分子量が狭い配布、および機能グループ12を運ぶ。RAFT重ね合いを成功させる鍵は、非常に高い鎖転写定数を有する鎖転写剤、通常はジチオエステルの効果である。
本論文では、BNHEMA-b-APMAブロックポリマーを調製するRAFT重合法を設計し、開始剤として4,4′-アゾビス(4-シアナバレリン酸)(ACVA)を、鎖転写剤として4-シアネアタノイン酸ジチオベンゾエート(CTP)を用いた。RAFT重合は、カチオン性ポリマーキャリアにBNHEMAを導入するために2回使用した。続いて、APMA鎖中のアミン基を、メチオニンおよびグアニジニイリン化試薬1-アミドアミノピラゾール塩酸塩で修飾した。グアニジニル化試薬およびメタクリラム化ポリマー骨格構造の陽性料金を利用して、得られたブロックポリマー担体の細胞取り込み効率が向上した。
Protocol
Representative Results
Discussion
本研究では、一連のBNHEMA-b-APMAブロックポリマーカチオン性遺伝子キャリアを導入した。これらのブロックポリマーは、リバーシブル添加断片化鎖伝達(RAFT)法を介して合成した。親水性セグメントBNHEMAは、溶解性を向上させるために導入された。メチオニンおよびグアニジン基は、標的能力およびトランスフェクション効率5を改善するために改変された。MBG共重合体におけ?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、中国国家主要研究開発プログラム(No. 2016YFC0905900)、中国国家自然科学財団(No.81801827、81872365)、江蘇省基礎研究プログラム(自然科学財団、No.BK20181086)、江蘇癌病院科学研究基金(いいえ。ZK201605)。
Materials
| 1-hydroxybenzotriazole | Macklin Biochemical Co., Ltd,China | H810970 | ≥97.0% |
| 1,4-dioxane | Sinopharm chemical reagent Co., Ltd, China | 10008918 | AR |
| 1-amidinopyrazole Hydrochloride | Aladdin Co., Ltd., China | A107935 | 98% |
| 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride | Aladdin Co., Ltd., China | E106172 | AR |
| 4,4’-azobis(4-cyanovaleric acid) | Aladdin Co., Ltd., China | A106307 | Analytical reagent (AR) |
| 4-cyano-4-(phenylcarbonothioylthio)pentanoic Acid | Aladdin Co., Ltd., China | C132316 | >97%(HPLC) |
| Acetate | Sinopharm chemical reagent Co., Ltd, China | 81014818 | AR |
| Acetone | Sinopharm chemical reagent Co., Ltd, China | 10000418 | AR |
| Agarose | Aladdin Co., Ltd., China | A118881 | High resolution |
| Ascorbic acid | Aladdin Co., Ltd., China | A103533 | AR |
| DMSO | Aladdin Co., Ltd., China | D103272 | AR |
| Ethylene glycol | Aladdin Co., Ltd., China | E103319 | AR |
| N-(3-aminopropyl)methacrylamide hydrochloride | Aladdin Co., Ltd., China | N129096 | ≥98.0%(HPLC) |
| N,N-bis(2-hydroxyethyl)methacrylamide | ZaiQi Bio-Tech Co.,Ltd, China | CF259748 | ≥98.0%(HPLC) |
| Ninhydrin | Aladdin Co., Ltd., China | N105629 | AR |
| PBS buffer | Aladdin Co., Ltd., China | P196986 | pH 7.4 |
| Plasmid DNA | BIOGOT Co., Ltd, China | pDNA-EGFP | pDNA-EGFP |
| Plasmid DNA | BIOGOT Co., Ltd, China | Pdna | pDNA |
| Sodium carbonate decahydrate | Aladdin Co., Ltd., China | S112589 | AR |
| Trimethylamine | Aladdin Co., Ltd., China | T103285 | AR |
References
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