基于PDMAEMA結(jié)構(gòu)的新型高分子基因載體的合成及性能研究.pdf

1、具有安全高效的非病毒基因載體的研發(fā)一直是基因治療領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(PDMAEMA)，分子結(jié)構(gòu)中含有親水性的叔胺基，在生理環(huán)境下(pH7.4)帶弱正電荷，依靠靜電作用力與核酸負(fù)電荷結(jié)合，具有運(yùn)載質(zhì)粒DNA的性質(zhì)，因此在基因轉(zhuǎn)染方面體現(xiàn)出較好的性質(zhì)，但是，低分子量的PDMAEMA基因遞送效率一直不高，而分子量較高的PDMAEMA盡管轉(zhuǎn)染效率提高，但其細(xì)胞毒性又較大且不易降解。為了解決這一問(wèn)題，本論文中我們采

2、用兩種方式對(duì)低分子量的PDMAEMA進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，從而保證其在具有較好生物相容性的同時(shí)細(xì)胞轉(zhuǎn)染效率也得到提高。文章的工作主要分為以下兩部分:
　?。ㄒ唬┙Y(jié)合原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)和點(diǎn)擊化學(xué)(click chemistry)的方法制備具有半乳糖和甘露糖結(jié)構(gòu)的pH敏感型含糖聚合物，通過(guò)研究在不同pH環(huán)境下聚合物與DNA形成復(fù)合物的性質(zhì)，以及通過(guò)體外基因轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)考察不同細(xì)胞種類、各種轉(zhuǎn)染條件對(duì)于聚合物載體轉(zhuǎn)染效率的影響，并從中篩

3、選出細(xì)胞相容性好，轉(zhuǎn)染效率高的聚合物載體進(jìn)行體內(nèi)的轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)。
　　通過(guò)將帶有疊氮基團(tuán)的半乳糖和甘露糖通過(guò)click反應(yīng)與甲基丙烯酸丙炔酯相連，在含有原酸酯鍵的PEG大分子引發(fā)劑引發(fā)下發(fā)生ATRP反應(yīng)，制備pH敏感型的含糖聚合物，通過(guò)調(diào)節(jié)分子量和各嵌段的配比獲取性能較好的基因載體PEG-a-P(Gal-co-DMAEMA)和PEG-a-P(Man-co-DMAEMA)。
　　結(jié)果表明，我們所設(shè)計(jì)的具有PDMAEMA嵌段的pH

4、敏感型含糖聚合物能夠很好的結(jié)合DNA，而且形成的復(fù)合物在生理pH值條件和血清環(huán)境下很穩(wěn)定，復(fù)合物在pH5.0條件下孵化2小時(shí)即可以實(shí)現(xiàn)PEG的解離。細(xì)胞轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)表明，這類含糖聚合物具有較好的細(xì)胞相容性，而且糖基配體的引入大大的提高了聚合物高效專一轉(zhuǎn)染靶細(xì)胞的性能。利用這類pH敏感型含糖聚合物自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及較好的生物相容性，我們有望獲得體內(nèi)基因轉(zhuǎn)染效果相對(duì)較好的載體材料。
　　（二）將PDMAEMA通過(guò)超分子自組裝結(jié)合在不同代數(shù)的

5、聚酰胺-胺型樹枝狀高分子(PAMAM dendrimer)的表面，利用樹枝狀化合物高度支化的特點(diǎn)和空間的拓?fù)洚悩?gòu)，形成含有多簇PDMAEMA分支的組裝體，以保證提高細(xì)胞轉(zhuǎn)染效率的同時(shí)降低載體的細(xì)胞毒性。
　　通過(guò)ATRP制備了分子量為12170且端基為馬來(lái)酰亞胺的PDMAEMA，然后與6位單巰基化的β-環(huán)糊精(mono-6-SH-CD)發(fā)生Michael加成反應(yīng)相連接。分別對(duì)一代G1.0和二代G2.0 PAMAM表面進(jìn)行金剛烷的修

6、飾，依靠環(huán)糊精和金剛烷之間的主客體識(shí)別作用，組裝得到了新型的基因載體PAMAM-Ad/CD-PDMAEMA(PACP)。在此基礎(chǔ)上我們對(duì)PACP的粒徑，電位與DNA結(jié)合能力進(jìn)行了考察，用透射電鏡觀察其形態(tài)，并在MCF-7細(xì)胞中測(cè)試其細(xì)胞毒性。結(jié)果表明，我們的材料PACP復(fù)合物的粒徑小于100nm表面電位小于20 mV，與商用載體相比，細(xì)胞毒性較低，展現(xiàn)出良好的性質(zhì)，PACP低毒高效的特性預(yù)示著其有廣闊的應(yīng)用前景。
　　綜上所述，結(jié)