【摘要】：基因治療是指使用功能性的治療基因替換有缺陷或補(bǔ)充缺失的基因,或者通過(guò)抑制某些基因的表達(dá)來(lái)調(diào)控細(xì)胞的行為,從而達(dá)到治療效果。在往靶細(xì)胞傳遞基因的過(guò)程中核酸很容易被破壞或降解,因此基因治療的關(guān)鍵是需要一個(gè)有效的傳遞系統(tǒng)能夠?qū)⒑怂崴幬锇踩膫鬟f到靶細(xì)胞當(dāng)中。病毒可以有效地將自身的遺傳信息傳遞到宿主細(xì)胞中,但是病毒作為載體缺乏對(duì)細(xì)胞的特異性識(shí)別、生產(chǎn)成本高、存在免疫原性和致突變性等安全問(wèn)題。而非病毒載體穩(wěn)定性好,可以長(zhǎng)期存儲(chǔ),可以運(yùn)載更長(zhǎng)的基因片段,并且非病毒基因載體的物化性質(zhì)可以通過(guò)不同的合成方法和化學(xué)修飾來(lái)調(diào)控,在構(gòu)建基因載體時(shí)更加靈活。然而,不同于病毒載體的作用機(jī)制,非病毒載體在轉(zhuǎn)染過(guò)程中需要克服細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)的多層屏障,例如跨越細(xì)胞膜、內(nèi)涵體逃逸等過(guò)程,才能最終將所攜帶的核酸運(yùn)載到目的地。陽(yáng)離子聚合物甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(PDMAEMA)可以與DNA通過(guò)靜電相互作用形成納米顆粒,保護(hù)DNA免受核酸酶的降解。但較高分子量的PDMAEMA表現(xiàn)出良好轉(zhuǎn)染性能的同時(shí)也表現(xiàn)出了較高的細(xì)胞毒性。另有報(bào)道稱,相對(duì)于球形納米顆粒,具有特殊形貌的納米顆粒更易于被細(xì)胞所攝取,而細(xì)胞對(duì)納米載體的內(nèi)化效率會(huì)直接影響到最終載體的轉(zhuǎn)染性能。因此,我們結(jié)合活性可控聚合,并針對(duì)在基因治療中的關(guān)鍵問(wèn)題和發(fā)展趨勢(shì),使用小分子量的PDMAEMA修飾不同形貌納米顆粒,構(gòu)建了一系列功能化的高效基因載體。水滑石(LDH)是一種片層狀的納米顆粒,層與層之間可以通過(guò)離子交換插入陰離子藥物,從而作為藥物或基因載體。但是,目前基于LDH所設(shè)計(jì)的基因載體轉(zhuǎn)染效率都比較低。雙硫鍵具有還原響應(yīng)性,可以細(xì)胞內(nèi)還原性物質(zhì)所打斷,例如谷胱甘肽。由于腫瘤細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽含量遠(yuǎn)高于細(xì)胞外環(huán)境和正常組織細(xì)胞,故在基因載體中引入雙硫鍵可以實(shí)現(xiàn)載體在運(yùn)輸過(guò)程中保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,而在腫瘤組織中快速瓦解,釋放所攜帶的核酸藥物。我們首先利用LDH表面的羥基在其表面引入含有雙硫鍵的ATRP引發(fā)位點(diǎn),然后使用表面引發(fā)ATRP的方法在LDH表面接枝PDMAEMA陽(yáng)離子聚合物鏈,制備了一系列以片層狀結(jié)構(gòu)的LDH為基體、不同分子量PDMAEMA為聚合物側(cè)鏈,并具有還原響應(yīng)性的基因載體(LDH-PDs)。我們對(duì)LDH-PDs的形貌、攜帶DNA能力、細(xì)胞毒性、轉(zhuǎn)染效率等方面進(jìn)行了研究與討論。結(jié)果表明,與線性PDMAEMA和“國(guó)際金標(biāo)"PEI相比,這種基于片層狀LDH的基因載體顯示出了更高的細(xì)胞內(nèi)化率和轉(zhuǎn)染效率；在最佳氮磷比時(shí),所制備的LDH-PDs基因載體在不同細(xì)胞中表現(xiàn)出的轉(zhuǎn)染效率是PEI的3-9倍。納米纖維素(CNC)屬于聚多糖納米晶,具有獨(dú)特的針狀結(jié)構(gòu)和良好的生物相容性。我們基于PDMAEMA修飾LDH制備基因載體的研究,通過(guò)對(duì)針狀CNC表面修飾,在其表面通過(guò)雙硫鍵連接PDMAEMA聚合物鏈,構(gòu)建了一系列基于CNC的基因載體(CNC-SS-PDs)。我們對(duì)CNC-SS-PDs與DNA結(jié)合的能力、還原響應(yīng)性、細(xì)胞毒性、轉(zhuǎn)染效率和體外、體內(nèi)抗腫瘤能力等進(jìn)行了測(cè)試和表征。研究表明,CNC-SS-PDs具有高效的基因轉(zhuǎn)染能力和較低的細(xì)胞毒性。同時(shí)CNC獨(dú)特的針狀形貌對(duì)細(xì)胞的內(nèi)吞有著顯著的促進(jìn)作用。通過(guò)自殺基因前藥系統(tǒng)(CD自殺基因/5-氟胞嘧啶)的體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),CNC-SS-PDs能有效將CD自殺基因傳遞到腫瘤細(xì)胞中。在CD自殺基因表達(dá)的胞嘧啶脫氨酶的作用下,前藥5-氟胞嘧啶轉(zhuǎn)變成為可以殺死細(xì)胞的5-氟尿嘧啶,從而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的死亡,抑制腫瘤的生長(zhǎng)�；趯�(duì)PDMAEMA修飾的CNC作為基因載體的研究,我們通過(guò)進(jìn)一步改性,在降低載體毒性同時(shí)賦予載體成像功能。我們制備了一種可以分別引發(fā)ATRP和RAFT聚合的雙功能引發(fā)劑,在CNC表面除了通過(guò)ATRP引入PDMAEMA鏈外,還使用RAFT聚合在CNC表面引入了聚(聚乙二醇乙醚)甲基丙烯酸酯(PEGEEMA)來(lái)降低載體毒性和提高載體的穩(wěn)定性。此外,成像在臨床診療過(guò)程中扮演著不可或缺的角色。許多研究都致力于將成像功能和基因治療結(jié)合在一起,實(shí)現(xiàn)在基因治療的同時(shí)對(duì)治療過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。金納米顆粒(AuNPs)生物相容性好,比碘基的CT造影劑有更好的造影效果。我們利用PDMAEMA側(cè)鏈上豐富的氨基作為固定位點(diǎn)將Au NPs固定在基于CNC的基因載體表面。通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn),表面修飾PEGEEMA和PDMAEMA側(cè)鏈的CNC載體(CNC-g-PPEG/PDMA)具有優(yōu)異的轉(zhuǎn)染性能,在最佳氮磷比時(shí),轉(zhuǎn)染效率可達(dá)PEI的10倍。載體表面引入AuNPs后(CNC-g-PPEG/PDMA@Au),載體被賦予CT造影功能的同時(shí),依然表現(xiàn)出與PEI相媲美的轉(zhuǎn)染效率。綜上所述,我們使用PDMAEMA修飾了不同形貌的納米顆粒構(gòu)建了一系列高性能基因載體。所做的研究對(duì)于基因治療過(guò)程中研發(fā)安全高效的非病毒載體具有一定的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

圖１－５ＨＡ－ＲＧＤ／ＰＥＩ－ＰＢＬＧ／ＤＮＡ復(fù)合體的轉(zhuǎn)染過(guò)擅逡逑Ｆ哈邋１－５邋Ｔｒａｎｓｆｅｃｔｉｏｎ邋ｐｒｏｃｅ巧邋ｏｆ邋ＨＡ－ＲＧＤ／ＰＥＩ－ＰＢＬＧ／ＤＮＡ訓(xùn)？逡逑７逡逑

圖１－８邋（ａ）可降解星型ＰＤＭＡＥＭＡ載體的制備過(guò)程；（ｂ）在不同ｐＨ時(shí)，星型和線型ＰＤＭＡＥＭＡ逡逑載體分別與ＤＮＡ形成不同形貌復(fù)合體逡逑Ｆｉｇ．邋１－８邋（ａ）邋Ｓｙｎ出ｅｓｉｓ邋ｏｆ邋ｓｔａｒ邋ＰＤＭＡＥＭＡ邋ｖｉａ邋ＡＴＲＰ邋ｕｓｉｎｇ邋化ｅ邋ａｒｍ－ｆｉｒｓｔ邋ｍｅｔｈｏｄ．邋Ａｌｓｏ邋ｓｈｏｗ?
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R450;TB383.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 林霞;何曉曉;王柯敏;譚蔚泓;;一種基于二氧化硅微顆粒的基因載體的制備新方法[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào);2006年05期

2 徐海娥;閆翠娥;;殼聚糖作基因載體及其改性研究進(jìn)展[J];高分子通報(bào);2006年08期

3 林琳;田華雨;夏加亮;焦自學(xué);董璇;陳學(xué)思;;PEI基因載體靶向遮蔽體系的制備和表征[J];中國(guó)科學(xué):化學(xué);2011年02期

4 唐秋莎;張東生;顧寧;叢小明;萬(wàn)美玲;金立強(qiáng);;新型納米基因載體(PEI/Mn_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4)的制備、表征及體外實(shí)驗(yàn)[J];功能材料;2007年08期

5 楊鑫超;楊萬(wàn)泰;徐福建;;基于ATRP法研制多糖基因載體[J];高分子通報(bào);2013年04期

6 夏加亮;陳杰;田華雨;陳學(xué)思;;陽(yáng)離子基因載體的pH敏感遮蔽體系的制備及表征[J];中國(guó)科學(xué):化學(xué);2010年03期

7 崔亮;李洋;侯小東;宮文娟;徐宇虹;曹阿民;;聚乙二醇嵌段樹(shù)枝狀聚賴氨酸共聚物的合成及其基因載體研究[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2007年19期

8 沈銀;胡桂香;張華星;齊莉莉;駱成才;;pH敏感基因載體的研究現(xiàn)狀[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2013年03期

9 吳傳保;郝建原;鄧先模;夏雨;;陽(yáng)離子聚合物基因轉(zhuǎn)染載體的研究進(jìn)展[J];高分子通報(bào);2007年04期

10 席隆一;;非病毒性基因載體的合成研究[J];化學(xué)研究與應(yīng)用;2012年08期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 修可茂;趙娜娜;楊萬(wàn)泰;徐福建;;利用兩性離子組分構(gòu)建耐血清基因載體[A];2013年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題H：醫(yī)用高分子[C];2013年

2 孫云霞;肖旺;張先正;卓仁禧;;新型高效低毒基因載體的研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)功能高分子科學(xué)前沿分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

3 馮俊;羅孝華;張先正;卓仁禧;;基因載體的功能化設(shè)計(jì)[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

4 卓仁禧;;高分子基因載體的研究[A];2009年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集（下冊(cè)）[C];2009年

5 馬棟;鄭倩倩;周小雁;薛巍;;基于卟啉和樹(shù)枝狀聚賴氨酸的星型陽(yáng)離子共聚物基因載體[A];2013年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題I：生物高分子與天然高分子[C];2013年

6 曹阿民;李洋;朱英丹;;新型生物降解性嵌段陽(yáng)離子大分子的設(shè)計(jì)、合成及其作為基因載體的應(yīng)用研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)功能高分子科學(xué)前沿分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

7 雷琪;張先正;卓仁禧;;還原型支化多肽作為基因載體的研究[A];2013年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題I：生物高分子與天然高分子[C];2013年

8 殷俊;劉梁;胡思;羅媛媛;劉長(zhǎng)林;;多苯并咪唑金屬配合物——類新型非病毒基因釋放的載體[A];第一屆全國(guó)生物物理化學(xué)會(huì)議暨生物物理化學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)論文摘要集[C];2010年

9 彭敏;陳群;羅淑芳;余磊;;PEI/DNA復(fù)合物的核磁共振表征[A];第十四屆全國(guó)波譜學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2006年

10 孫曉利;劉春喜;劉東華;李鵬;張娜;;新型類脂-陽(yáng)離子聚合物自組裝納米粒作為基因載體的研究[A];2010年中國(guó)藥學(xué)大會(huì)暨第十屆中國(guó)藥師周論文集[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前3條

1 ;日本科學(xué)家開(kāi)發(fā)新的基因載體[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2002年

2 陳列歡;世界首個(gè)可生物降解基因載體面世[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2003年

3 Wang Johson譯;非病毒游離質(zhì)�；蜉d體技術(shù)獲美國(guó)專利[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2002年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前9條

1 許濤;殼聚糖和聚乙烯亞胺及其衍生物作為基因載體的若干基本問(wèn)題的探討[D];復(fù)旦大學(xué);2013年

2 王海霞;雙親基因載體的構(gòu)筑及在增強(qiáng)內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)染效率方面的研究[D];天津大學(xué);2015年

3 胡楊;基于環(huán)糊精構(gòu)建高性能基因載體材料[D];北京化工大學(xué);2016年

4 胡浩;基于PDMAEMA修飾的不同形貌納米顆粒構(gòu)建高性能基因載體[D];北京化工大學(xué);2016年

5 楊天賜;基因治療藥物中基因傳遞載體的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];廈門(mén)大學(xué);2008年

6 吳運(yùn)東;陽(yáng)離子聚合物基因載體的合成及其性能研究[D];湖南大學(xué);2013年

7 欒亮;新型多功能肽類基因載體的設(shè)計(jì)及綜合性能研究[D];中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院;2015年

8 朱彩虹;基于聚甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯的新型高分子基因載體[D];蘇州大學(xué);2010年

9 劉巖;納米羥基磷灰石基因載體轉(zhuǎn)染機(jī)制研究[D];中南大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 林心怡;特殊形貌氧化硅納米顆粒在基因載體中的應(yīng)用[D];北京化工大學(xué);2015年

2 趙文芳;不同功能肽修飾的聚乙烯亞胺衍生物作為基因載體的研究[D];上海海洋大學(xué);2015年

3 趙玉;基于甲基丙烯酸縮水甘油酯構(gòu)建多功能基因載體[D];北京化工大學(xué);2015年

4 馬利娜;具有核殼結(jié)構(gòu)的聚陽(yáng)離子高分子基因載體的制備與評(píng)價(jià)[D];延邊大學(xué);2013年

5 王春曉;生物還原響應(yīng)的葡聚糖修飾的線性聚乙烯亞胺基因釋放載體的研究[D];青島科技大學(xué);2015年

6 張磊;酸敏感性原酸酯鍵交聯(lián)低分子量聚乙烯亞胺作為基因載體的制備及表征[D];安徽大學(xué);2016年

7 張娟;甜菜堿衍生物在基因載體材料中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2011年

8 陶源;新型可降解陽(yáng)離子聚合物基因載體的設(shè)計(jì)、合成與性能研究[D];南京理工大學(xué);2010年

9 李翠;聚甲基丙烯酸甘油酯胺基衍生物、硫脲衍生物的合成及其為基因載體的性能研究[D];天津理工大學(xué);2013年

10 李文斌;新型納米材料HPD作為基因載體的研究[D];中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2010年

，

本文編號(hào)：2544561