基于CM-PLH包衣的PbAE/DNA自组装三元共聚物核酸递送系统的构建及穿膜机理研究

构建高效、低毒和经济的非病毒载体是基因治疗研究的核心问题。本课题拟采用静电包衣技术，以pH敏感型羧甲基聚组氨酸（CM-PLH）为包衣材料对可生物降解的聚胺基酯(PbAE)/DNA自组装纳米粒静电包衣，制备三元共聚物核酸载体系统（Tertiary copolymer systems,TCS），该系统能携带基因自组装形成纳米尺寸复合物。采用现代药剂学技术对该系统的制备方法进行筛选和优化；利用小角度X衍射对CM-PLH/PbAE/DNA的二维结构进行表征，阐明该系统进入细胞的途径和机制；采用激光共聚焦技术考察该系统在细胞内的转运情况和靶向性。以靶向逆转肿瘤MDR1的质粒pRNAT/siP-gp为模型药物，从细胞水平和整体动物水平评价该载体系统的转染效率和靶向逆转肿瘤MDR1的应用效果。该研究课题将为基因治疗提供一种新型高效、低毒、经济的非病毒基因递送载体，为逆转肿瘤MDR1提供一种新策略和研究。

设计2种非病毒基因递药系统，用于基因转染的研究：①通过药剂学、高分子材料学和分子生物学等技术手段的交叉应用，结合聚(β-氨基酯) (Poly (β-amino ester)，PbAE) 和羧甲基聚(L-组氨酸) (Carboxymethyl poly (L-histidine)，CM-PLH) 两种材料自身的特点，构建了一种基于静电包衣的自组装CM-PLH/PbAE/DNA三元复合物（TCS）载体系统用于基因递送的研究。；②结合聚乙烯亚胺、油酸甘油酯和磷脂DOPE三种成分的特点，设计了一种聚阳离子纳米脂质载体系统。研究内容包括载体材料合成和表征，载体系统的制备及制备条件的优化；以绿色荧光蛋白质粒pEGFP-N2和虫荧光素酶质粒pGL3-promoter作为报告基因，评价非病毒基因递药系统在各种细胞内的转染效率；考察三元复合物的细胞内吞途径和转运机制；采用激光共聚焦技术观察三元复合物进入细胞以及细胞内转运的过程；建立黑色素皮下肿瘤模型和肺转移肿瘤模型，考察三元复合物载体系统在体内的基因转染。研究结果表明，对于皮下瘤模型，体内表达结果显示，CM-PLH可显著提高虫荧光素酶基因在肿瘤部位的表达，三元体系蛋白表达量是二元体系的4倍。而在黑色素瘤的肺部转移模型中，三元载体系统在荷瘤肺中的转染效率是二元载体系统的4倍；而三元复合物体系虫荧光素酶在荷瘤鼠肺部的表达是健康鼠肺部的2.8倍。