可体内降解的新型交联聚乙烯亚胺的设计、合成与性能研究

摘要

本文主要合成可生物降解、水溶性好的多羟基阳离子聚合物基因载体，并评价其基因转染性能。阳离子聚合物聚乙烯亚胺(PEI)被认为是转染效率最高的聚合物基因载体之一，高分子量的PEI转染效率高，但细胞毒性也大，而小分子量的PEI细胞毒性小，但转染效率也低。 本课题组前期的交联PEI衍生物实现了可降解，提高了转染效率，但水溶性较差。为了提高水溶性以及降低细胞毒性，本论文主要设计和合成了三种多羟基的交联剂(LDLT、DMDG和DATD)以及两种环氧类交联剂(EGAEP和EGDEP)，并分别和两种小分子量的PEI交联，合成出了89种可体内降解的、水溶性明显改善的PEI衍生物。以HEK293细胞为受体细胞，增强绿色荧光蛋白质粒(EGFP)为报告基因对其中能溶于的水的聚合物进行了细胞转染实验，根据交联剂种类的不同，筛选出四种转染效率高的新型聚合物。其中一种聚合物转染效率高达91％。再以A549细胞为评价对象，发现这四种聚合物的转染效率比bPEI25kDa高2-5倍，且细胞毒性明显比bPEI25kDa小，这四种聚合物与DNA形成的复合物的粒径大小均在70-150nm之间，且有与bPEI25kDa相似的包裹DNA的能力。结果表明：这些含羟基的交联PEI衍生物具有进一步开发为低毒、高转染效率的阳离子聚合物基因载体的潜力。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1基因治疗的载体

1.2阳离子聚合物基因载体

1.2.1聚赖氨酸

1.2.2树枝状聚合物

1.2.3含有糖基和环糊精的聚合物基因载体

1.2.4聚乙烯亚胺(PEI)

1.3交联剂和PEI交联策略

1.3.1双键类交联剂

1.3.2醇类衍生物交联剂

1.3.3醛类及其衍生物交联剂

1.3.4酯类交联剂

1.3.5环氧类交联剂

1.3.6含S-S交联剂

1.3.7糖类交联剂

1.4多聚物载体设计所面临的挑战和我们的研究思路

2交联剂和PEI衍生物的合成与分析

2.1实验试剂及仪器

2.1.1实验试剂

2.1.2实验仪器

2.2实验内容

2.2.1三种多羟基酯交联剂的合成

2.2.2双丙烯酸酯交联剂的环氧化合成

2.2.3各种PEI衍生物的合成

2.3结果与讨论

2.3.1 L-酒石酸二乙酯及PEI衍生物的合成

2.3.2二烯丙基替-L-酒石酸二酰胺及PEI衍生物的合成

2.3.3葡萄糖二酸二甲酯及PEI衍生物的合成

2.3.4二甲基丙烯酸乙二醇酯环氧化及PEI衍生物的合成

2.4本章小结

3聚合物作为质粒DNA转染载体的性能研究

3.1实验材料及方法

3.1.1实验材料

3.1.2实验方法

3.2结果与讨论

3.2.1电泳阻滞实验

3.2.1细胞转染实验

3.2.3细胞毒性实验

3.2.4复合物的粒径分析

3.2.5聚合物的结构与性能分析

3.3本章小结

4结论

致 谢

参考文献