自組裝納米材料在基因治療和細胞培養(yǎng)中的應用研究.pdf

1、基因傳遞系統(tǒng)是基因治療中的重要組成部分，缺少安全有效的基因載體是阻礙基因治療臨床試驗成功的主要因素。在非病毒基因載體中聚乙烯亞胺(PEI)因具有“質子海綿效應”是研究的最為廣泛的陽離子聚合物基因載體。根據文獻報道，PEI的基因轉染效率和毒性與其分子量密切相關。高分子量的PEI如PEI(25kDa)因具有較高的正電荷密度而具有較高的轉染效率，但同時過高的電荷密度和分子本身的不可降解性也導致其細胞毒性比較大，體內應用受到限制。低分子量PEI

2、(＜2kDa)毒性很小卻基本沒有基因轉染效率。因此如何利用無毒的低分子量PEI設計出低毒高效的基因載體在近年來受到廣泛關注。很多學者通過PEI分子的PEG化修飾來實現降低載體細胞毒性和增強載體血清相容性的目的。
　　 與傳統(tǒng)的將PEG分子接到聚合物或納米粒子外圍的修飾手段不同，在本論文第二章中我們將PEG分子作為主鏈，接枝小分子PEI合成基因載體。實驗中首先通過麥克爾加成反應，將聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA，258Da)與二硫

3、蘇糖醇(DTT)反應，得到含有可降解酯鍵的線性聚合物PEG-DTT，然后以羰基二咪唑(CDI)作為接頭將PEI(800Da)連接到聚合物PEG-DTT上。通過控制PEGDA和DTT的比例(從1.2∶1到1∶1.2)得到五種不同分子量和結構的基因載體(PEG-DTT)-g-PEIs;通過凝膠滲透色譜(GPC)、氫核磁共振譜(1H-HMR)和傅里葉變換紅外光譜(FTIR)對載體的分子量和結構進行了表征;研究了載體的毒性及其與DNA形成的復合

4、物粒徑和電位;并對該基因載體的體內外基因轉染效率進行了評價。實驗結果表明:(PEG-DTT)-g-PEIs/DNA復合物的粒徑小于200nm，電位在+20-40mV;載體(PEG-DTT)-g-PEIs與PEI(25kDa)相比具有較低的細胞毒性;對HeLa、HepG2、MCF-7和COS-7四種腫瘤細胞系的轉染效率都高于PEI(25kDa)，并且轉染效率不受高濃度血清(30％)的抑制;荷瘤裸鼠的瘤內基因轉染結果說明該載體對HepG2腫

5、瘤的轉染效果優(yōu)于PEI(25kDa)。這些結果表明(PEG-DTT)-g-PEIs系列基因載體具有很好的應用前景。
　　 為了得到具有更高轉染效率的腫瘤靶向基因載體，在第三章中我們嘗試通過核酸適配體篩選技術獲得腫瘤細胞特異性的核酸適配體。
　　 因短肽類化合物具有易合成、低成本且能大量制備、易與各類生物活性分子結合、降解可控等優(yōu)點，短肽類水凝膠具有很好的生物學應用前景。其中，因其含水量高、能夠形成類似于細胞外基質的三維網

6、絡而被廣泛用于細胞培養(yǎng)和組織工程。在細胞培養(yǎng)和組織工程用水凝膠中，存在著從膠體中分離培養(yǎng)細胞困難的問題。因此設計能夠在外界刺激下實現從凝膠到溶液的轉變的響應型水凝膠對于在水凝膠中培養(yǎng)的細胞的分離及后續(xù)的實驗研究具有重要意義。
　　 在第四章中我們合成了幾種含有金剛烷分子的多肽Ada-GFFYKn-ss(-)K(4-n)-CONH2，能夠被還原劑谷胱甘肽(GSH)或二硫蘇糖醇(DTT)還原而形成水凝膠，且形成的水凝膠能夠對β-環(huán)糊