酶催化合成新型可降解氨基聚酯作为基因传递系统的研究

基因治疗是目前针对人类重大疾病的一种最具潜力的治疗方法，它的关键是使基因在靶细胞中安全、高效、稳定的表达，然而目前的绝大部分基因载体无法实现安全、有效的生物体内基因转染，因此限制了基因治疗的效果。针对这一问题，本项目提出以构建稳定传递和高效转染的非病毒基因传递体系为研究对象，采用生物酶催化合成技术与靶向载体输运技术相结合，制备具有靶向功能的新型氨基聚酯基因载体材料，并以乳腺癌为模型研究其体内靶向基因传递性能。具体研究内容包括：新型可降解三元氨基聚酯材料的生物酶催化合成与表征；氨基聚酯作为基因载体的基因转染效率和生物相容性研究；该载体的表面靶向修饰与体内基因转染效率研究；针对乳腺癌模型，使用抑癌基因研究其体内的基因治疗效果。通过对上述具体和关键科学问题的研究，获得该类基因载体材料结构与体内基因转染效率的规律性理解，为开发高效、低毒、可降解的聚合物基因载体提供重要的理论和技术指导。

纳米药物输送载体的研究一直是目前生物材料以及肿瘤治疗研究领域中的热点方向之一。基因治疗又是治疗人类重大疾病很有潜力的手段，其中开发安全、高效的纳米基因输送载体又是基因治疗中的瓶颈问题。为此，我们利用酶催化的方法成功合成了一系列三元聚酯材料，并创新性地在该类材料的分子链中引入更多的疏水性片段，获得了比脂质体2000和“金标准”聚乙烯亚胺转染效率更高且毒性更小的基因载体材料，这一研究打破了传统基因载体材料研究中只强调正电性和阳离子密度的论调，为高分子基因载体材料的研究开拓了新的研究思路和方向；进一步对其进行载体表面靶向修饰后，获得了一种能够在小鼠体内高效转染肿瘤细胞且实现肿瘤治疗的靶向聚酯基因载体系统。其次，我们通过一步法酶催化合成了含不同PDL链段和PEG组分的两亲性聚合物PEG-PPMS，克服了传统合成中反应步骤多、纯化分离难的缺点，构建的载DNA的PEG-PPMS胶束体系具有较好的血清稳定性、减小的毒性以及高效的体内基因转染效率。.总之，本研究基于酶催化方式合成并构建了一系列能够安全、高效的基因输送载体系统，以第一作者或通讯作者身份发表SCI论文7篇；申请国家发明专利3项并获授权1项，实用新型专利1项并获授权；培养博士生1人，硕士生3人，其中硕士毕业生1人。