0代PAMAM为头部的阳离子端基肽类脂基因药物传递系统构建及生物性能的评价

摘要

基因治疗就是将某种目的基因导入病人的体细胞内，使之表达，以达到治病疾病的目的。到目前为止，全世界范围内已经批准的基因治疗临床实验方案已经超过1800项，尽管如此，基因治疗仍未取得突破性的进展。
　　当前，基因治疗的载体主要有病毒载体和非病毒载体两大类。病毒型载体（如逆转录病毒、腺病毒载体、单纯疱疹病毒载体等）虽然具有较高的转染效率，但它存在潜在毒性、免疫源性、致突变性等安全问题，同时它制备复杂，所载的外源DNA能力有限等，使其应用受到很大的限制，据调查发现患者使用高转染效率逆转录病毒载体后有九分之二会引发白血病；非病毒型载体主要有阳离子聚合物、阳离子脂质体等，是基因载体最新发展和重要补充，具有包封率高、免疫源性低、安全性好、靶向性强、可批量生产等优点，已成为目前国内外的研究热点。阳离子端基肽类脂是一类具有两亲性质的化合物，一个由氨基酸的氨基端酰化形成的酰胺键连接亲水的头部，羧基端与长碳链氨基化合物脱水形成。极性头部起着脂质体与DNA、脂质体-DNA复合物与细胞膜或与细胞内其他组分相互结合的作用，连接键决定了阳离子类脂的化学结构稳定性和生物降解性。PAMAM的末端基团精确可控，作为药物载体和基因载体具有较高的稳定性、生物相容性良好、无免疫源性，0代PAMAM具备树枝状化合物特点易合成无毒。月桂酸（Lauric acid），又称为十二烷酸，是一种饱和脂肪酸，其心血管疾病风险比其他饱和脂肪酸都要低。本阳离子类脂以双十二烷酸为疏水链，阳离子的输水区的主要功能是既为脂质双层提供足够的流动性，又能使脂质双层膜维持一定的刚性，以便为阳离子脂质体与体内的脂质融合创造条件；L-酒石酸（L-tartaric acid）2，3-二羟基丁二酸，是一种羧酸，无毒，生物相容性好；赖氨酸（lysine）是人体必需氨基酸之一，无毒、生物相容性好的优点，能促进人体发育、增强免疫功能，能抑制单纯疱疹病毒的复制，对心绞痛、心肌梗死和肝脏疾病有预防作用。
　　以双月桂酰为疏水链，酒石酸为骨架，赖氨酸修饰的0代PAMAM为亲水性头部，合成新型阳离子端基肽类脂。烷基链有利于类脂体透过细胞膜和细胞膜相融合，赖氨酸修饰的0代PAMAM亲水端含大量的氨基可质子化成为铵基，与DNA中带负电荷的磷酸基团结合预期本载体具有低毒、高转染效率。通过调节阳离子脂质体/基因重量比等方面优化该传递系统，提高基因转染效率、降低细胞毒性、提高载体稳定性等。
　　主要研究内容：
　　（1）双月桂酰酒石酸脂-PAMAM-Lys阳离子类脂的化学合成和结构表征：采用中文名称：十二酰氯（Lauroyl chloride）与L-酒石酸（L-tartaric acid）2，3-二羟基丁二酸在无水碳酸钠（Sodium carbonate anhydrous）条件下发生酯化反应得双月桂酰酒石酸脂-PAMAM-Lys。双月桂酰酒石酸脂-PAMAM-Lys、0-GPAMAM和氨基受保护的赖氨酸（Bis（N，N′-tert-butoxy carbonyl） Lysine Acid）在N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）、N，N-二异丙基碳二亚胺（DIC）活化剂条件下反应，最后经三氟乙酸（trifluoroacetic acid）酸化得产物，产物的化学结构由红外（IR）和核磁共振氢谱（1 H-NMR）等鉴定。
　　（2）双月桂酰酒石酸脂-PAMAM-Lys阳离子脂质体的基因载体的性能考察：采用动态光散射法测定了双月桂酰酒石酸脂-PAMAM-Lys阳离子脂质体/DNA复合物的粒径分布及表面电位；通过琼脂糖凝胶阻滞实验考察双月桂酰酒石酸脂-PAMAM-Lys阳离子脂质体结合并压缩DNA的能力。发现双月桂酰酒石酸脂-PAMAM-Lys阳离子脂质体与DNA复合后粒径减小至200nm以内，形成致密的纳米粒且复合物具有稀释稳定性。
　　（3）双月桂酰酒石酸脂-PAMAM-Lys阳离子脂质体的细胞毒性：用MTT法考察双月桂酰酒石酸脂-PAMAM-Lys阳离子脂质体对不同肿瘤细胞的细胞毒性，并考察双月桂酰酒石酸脂-PAMAM-Lys阳离子脂质体的不同比例下的毒性。结果显示相同浓度下细胞毒性低于脂质体2000。
　　（4）双月桂酰酒石酸脂-PAMAM-Lys阳离子脂质体的体外转染研究：用hepg2细胞对双月桂酰酒石酸脂-PAMAM-Lys阳离子脂质体/DNA复合物的最佳转染效率进行筛选并考察双月桂酰酒石酸脂-PAMAM-Lys阳离子脂质体/DNA复合物在不同细胞之间的转染与lipofectamine2000相比较，实验发现双月桂酰酒石酸脂-PAMAM-Lys阳离子脂质体转染效率低于脂质体2000。

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第一章 序言

1.1研究背景

第二章 双月桂酰酒石酸脂-PAMAM-Lys类脂的合成和结构表征

2.1 材料与仪器

2.2 实验方法

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 双月桂酰酒石酸脂-PAMAM-Lys/DNA复合物的制备及其理化性能研究

3.1 材料与仪器

3.2 实验方法

3.3结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 双月桂酰酒石酸脂-PAMAM-Lys脂质体细胞毒性研究

4.1材料与仪器

4.2实验方法

4.3结果与讨论

4.4本章小结

第五章 双月桂酰酒石酸脂-PAMAM-Lys脂质体细胞转染研究

5.1 材料与仪器

5.2 实验方法

结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢