表面与内核的组成结构对PDMAEMA基两亲性共聚物纳米粒基因递送功效的影响

作     者：张雯迪 

作者单位：天津大学 

学位级别：硕士

导师姓名：董岸杰

授予年度：2013年

学科分类：1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070305[理学-高分子化学与物理] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 10[医学] 

主      题：聚谷氨酸 透明质酸 疏水改性 两亲性阳离子共聚物 三元复合物 基因递送 

摘      要：基因治疗是癌症、病毒感染和心血管等疾病的极具潜力的治疗手段。目前，阳离子聚合物作为非病毒载体成为人们的研究热点，毒性较大和递送效率不佳是目前急需解决的问题。为了解决聚阳离子载体存在的问题，本文在课题组前期研究的聚（2-（N，N-二甲基氨基）乙基甲基丙烯酸酯）（PDMAEMA）、聚己内酯（PCL）以及聚乙二醇（PEG）形成的接枝或嵌段共聚物纳米粒基础上，研究了纳米粒表面修饰层和疏水内核的组成结构对纳米粒的基因递送功能的影响。 研究表明在PCL-g-PDMAEMA NPs/DNA（NP-D）纳米复合物表面通过静电相互作用引入PEG接枝的聚谷氨酸（PGA-g-PEG，简称GP）形成三元复合物，能够改善载体的生物相容性，但PEG修饰会引起转染效率降低。本文中，我们合成了一系列具有不同主链和侧链分子量的GP，考察三元复合物纳米粒的粒径，zeta电位以及DNA阻滞能力等物化特性，探究PGA以及接枝的PEG分子量对细胞毒性、胞内摄取、体外基因转染的影响。经过本章实验，我们优化出的NP-D-GP结构是：PEG接枝率为7、分子量为46000的GP，电荷比为10/1/5为的NP-D-GP。 表面PEG修饰会降低载体细胞内吞和溶酶体逃逸能力。透明质酸（HA）具有受体介导肿瘤细胞特异性内吞以及细胞内外透明质酸酶（Hyal-1）响应性降解脱壳的特点，有利于克服PEG修饰窘境，提高细胞转染效率。我们合成了PEG化HA（HA-g-PEG，HP），对粒径、zeta电位、凝胶电泳、体外细胞胞吞及转染、细胞相容性以及体内递送进行评价，探讨不同聚阴离子和PEG接枝率对基因递送功能的影响。HP能很好屏蔽二元复合物NP-D表面的正电荷，有效提高复合物NP-D-HP的细胞相容性，实现胞内脱壳去PEG，因而有效提高了基因转染效率。 为了进一步探究疏水段结构对DNA的负载、细胞内吞和基因转染效率的影响，本文合成了具有不同分子量的PCL和环醚侧基单元改性的PCL为疏水嵌段聚阳离子，PEG-PCL-PDMAEMA（PEC）, PEG-P（CL-co-TOUSO）-PDMAEMA （PCT）体外考察了疏水段结构的影响。结果表明：增加疏水链段分子量，可以提高PEC纳米粒抗DNA酶降解的能力、促进载体与细胞结合和内吞作用，进而提高转染效率。此外，在PCL段中引入环醚侧基单元，能够提高基因转染效率，其作用机理还有待于进一步的探讨。