新型陽(yáng)離子聚合物與脂質(zhì)體用于基因與siRNA傳遞的研究.pdf

1、基因治療為一些基因引起的疾病提供了潛在的治療手段?；蜉d體方面，非病毒基因載體的安全性高、免疫原性低，越來(lái)越受到人們的重視，但相對(duì)病毒載體而言，非病毒載體的轉(zhuǎn)染效率通常都不高，體內(nèi)穩(wěn)定性差等。針對(duì)非病毒載體轉(zhuǎn)染效率低，體內(nèi)穩(wěn)定性差的問(wèn)題，我們分別設(shè)計(jì)幾種新型陽(yáng)離子聚合物和脂質(zhì)體作載體，用于高效的基因與siRNA的傳遞。論文的研究工作主要分為以下四部分：
　　 1.超分子自組裝構(gòu)建PEG化非病毒基因傳遞系統(tǒng)的研究
　　 為

2、了解決PEI/DNA復(fù)合物在體內(nèi)穩(wěn)定性的問(wèn)題，我們將雙親性PEG衍生物L(fēng)D0-PEG通過(guò)疏水作用插入到PEI/DNA復(fù)合物內(nèi)核，組裝成超分子納米顆粒復(fù)合物，以實(shí)現(xiàn)PEI/DNA復(fù)合物PEG化，從而提高其在體內(nèi)應(yīng)用的穩(wěn)定性。粒徑分析結(jié)果顯示，在高鹽和血清存在的情況下，PEI/LD0-PEG/DNA復(fù)合物具有較好的穩(wěn)定性。對(duì)PEI/LD0-PEG/DNA復(fù)合物的表面電位進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果顯示出其表面電位略低于PEI/DNA復(fù)合物，表明LD0-P

3、EG能夠屏蔽復(fù)合物表面的部分正電荷。體外轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)顯示，在血清存在的條件下，PEI/LD0-PEG/DNA復(fù)合物仍然能保持較高的穩(wěn)定性。這表明，通過(guò)自組裝的方法將PEI/DNA復(fù)合物進(jìn)行PEG化，能夠有效的提高其在血清中的穩(wěn)定性，并且仍然維持較高的轉(zhuǎn)染效率。
　　 2.以季戊四醇衍生物為核的樹枝狀高分子(PD-PAMAM)作為自殺基因載體的研究
　　 在基因治療中，自殺基因引起了人們的注意，其中以聚酰胺胺類樹枝狀聚合物(P

4、AMAM)作為載體的研究較少。我們先前合成了一種以季戊四醇衍生物為核的新型PAMAM(PD-PAMAM)，其中第五代的PD-PAMAM(G5 PD-PAMAM)是一種有效的基因載體。在此，我們以G5 PD-PAMAM為載體，用于攜帶自殺基因胞嘧啶脫氨酶(CD)的研究。瓊脂糖凝膠電泳實(shí)驗(yàn)G5 PD-PAMAM能夠與pCD-EGPF-N1結(jié)合形成復(fù)合物，DLS顯示其粒徑大小100 nm左右。體外實(shí)驗(yàn)顯示復(fù)合物在人類腫瘤細(xì)胞系KB、HepG2

5、和A549細(xì)胞中具有較好的轉(zhuǎn)染效率。5FC敏感試驗(yàn)結(jié)果表明G5 PD-PAMAM介導(dǎo)的CD自殺基因轉(zhuǎn)染，能夠?qū)⒌土康?氟胞嘧啶(5FC)轉(zhuǎn)化為5氟尿嘧啶(5FU)，在很短的時(shí)間內(nèi)誘導(dǎo)細(xì)胞死亡。與5FU相比，G5 PD-PAMAM介導(dǎo)的CD/5FC系統(tǒng)更能有效地引起細(xì)胞死亡。這些結(jié)果表明，G5 PD-PAMAM介導(dǎo)的自殺基因系統(tǒng)能夠使CD基因在人源腫瘤細(xì)胞系內(nèi)高效的表達(dá)。
　　 3.以季戊四醇衍生物為核的樹枝狀高分子(PD-PAM

6、AM)作為siRNA載體的研究
　　 RNAi在疾病治療中有著巨大的應(yīng)用前景，但如何有效傳遞siRNA仍然是此研究中的瓶頸。在前期的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，我們選用G5 PD-PAMAM作為siRNA的載體，為siRNA的載體提供一種新的思路。瓊脂糖凝膠電泳阻滯實(shí)驗(yàn)顯示G5 PD-PAMAM與siRNA能夠以較低的質(zhì)量比(0.5:1)形成復(fù)合物，顯示出G5PD-PAMAM與siRNA分子之間較強(qiáng)的復(fù)合能力。原子力顯微鏡顯示復(fù)合物的粒徑大小為

7、40-70 nm。體外實(shí)驗(yàn)顯示G5 PD-PAMAM/siRNA不存在細(xì)胞毒性，并能夠有效的介導(dǎo)Luc-siRNA抑制熒光素酶的表達(dá)。通過(guò)細(xì)胞生物學(xué)的手段確定G5 PD-PAMAM/siRNA納米復(fù)合物顆粒主要以通過(guò)clathrin(網(wǎng)格蛋白)介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)吞途徑進(jìn)入細(xì)胞。用分子信標(biāo)(Molecular Beacon，MB)研究siRNA的釋放，結(jié)果顯示siRNA能夠有效的從G5 PD-PAMAM中釋放出來(lái)。
　　 4.脂肪胺構(gòu)建

8、的新型納米脂質(zhì)體作為siRNA載體的研究
　　 以脂質(zhì)分子為基礎(chǔ)的siRNA載體的研究不斷有新的進(jìn)展，如被稱為lipidoids的新型類脂類材料。Avridine是一種具有免疫活性的脂肪胺類分子，目前已經(jīng)用于制備脂質(zhì)體，它還未被運(yùn)用到傳遞siRNA的陽(yáng)離子納米載體的研究中。我們將Avridine與DOPE或Span80、和TPGS通過(guò)不同比例構(gòu)建成新型的納米載體(LANC)，測(cè)定了不同LANC的經(jīng)粒徑、電位和對(duì)siRNA的包封率

9、，確定LANC-DOPE為合適的載體。體外轉(zhuǎn)染結(jié)果顯示，含5％ TPGS的LANC-DOPE能夠有效介導(dǎo)Luc-siRNA抑制熒光素酶的表達(dá)。通過(guò)轉(zhuǎn)染具有熒光標(biāo)記的siRNA和MB研究細(xì)胞對(duì)LANCs/siRNA復(fù)合物的攝取和復(fù)合物對(duì)siRNA的釋放。我們的研究為設(shè)計(jì)新型免疫脂質(zhì)體作為siRNA載體提供了一種新的思路。
　　 綜上所述，具有高效安全的基因載體需要在材料設(shè)計(jì)上取得突破。實(shí)驗(yàn)中，我們針對(duì)提高載體與基因或siRNA的相