新型可降解交联聚乙烯亚胺的合成、表征与基因物质输送功能的研究

聚阳离子类非病毒载体：高分子量聚乙烯亚胺（PEI, 25kDa）是已在体外和体内被广泛研究的转染活性很高的基因物质（DNA、siRNA）输送载体，但无法避免其高分量烷基骨架无法降解所带来的细胞毒性。设计和构建可降解的聚阳离子是提高基因物质药物转染活性、降低其细胞毒性的一个关键策略，本研究中，采用无细胞毒性、小分子量聚乙烯亚胺(bPEI 800Da)作为基本构建单元，选择了五种可与氨基反应的双官能团分子：1, 4-丁二醇二氯甲酸酯、丁二酰氯、乙二醛、4,5-咪唑二甲醛和胱氨酸作为连接剂，分别合成可降解的氨脂、酰胺、亚胺、咪唑-4,5-二甲亚胺、二硫键结构连接的PEI交联物，我们期望考察这些PEI交联物与基因物质（DNA, siRNA）复合的能力、降解情况、在不同细胞株中的基因转染活性（包括siRNA基因沉默能力）及细胞毒性的性质，优化（PEG化），筛选出高效、低毒、可降解的基因物质输送载体。

聚阳离子类非病毒载体：高分子量聚乙烯亚胺（PEI, 25kDa)是已在体外和体内被广泛研究的转染活性很高的基因物质(DNA、siRNA)输送载体，但无法避免其高分量烷基骨架无法降解所带来的细胞毒性。设计和构建可降解的聚阳离子是提高基因物质药物转染活性、降低其细胞毒性的一个关键策略，本研究中，筛选的氨酯类PEI交联衍生物(PEI-Bu，PEI-Et)高效、低毒担载基因物质的能力。PEI-Bu对大鼠原代滑膜细胞和骨髓间充质干细胞具有较高转染活性和较低毒性.同时在对两种细胞输送白介素-1受体拮抗蛋白基因（pIL-1Ra）后能够产生显著的生物学活性，表明新型纳米非病毒载体PEI-Bu在关节炎治疗及骨修复领域具有潜在应用价值；同时，我们合成聚乙二醇(PEG)化修饰的PEI-Bu(PEG-Bu)，降低了细胞（正常大鼠BRL-3A，癌细胞HeLa)毒性，并在BRL-3A细胞中输送血管紧张素原(AGT)shRNA，显著抑制了AGT蛋白的表达。最后，我们将进一步优化后到的氨酯类PEI交联物（PEI-Et）表面功能化，合成半乳糖修饰的肝细胞靶向载体GPE,其在细胞转染实验中表现出低细胞毒性、高转染活性以及较好的肝细胞靶向性，为肝细胞靶向输送系统的选择提供一种新方法。综上所述，本项目中，我们成功筛选出可降解、小分子量、氨酯键交联的PEI衍生物PEI-Et，PEI-Et可以高效、低毒担载功能基因物质（DNA或者siRNA），并且易于化学修饰。其有望成为非常具有潜力的非病毒基因物质载体核心从而进行进一步的体内输送研究。