"DNA(RNA)/糖基表面活性剂"囊泡的生成规律及其在基因传递中的效应

安全、高效的基因转移载体系统的构建是基因治疗至关重要的第一步。由于病毒载体的毒副作用难以克服，如何提高相对安全的非病毒载体的基因传递效率成为众多学科的研究热点。囊泡（亦称脂质体）是最具潜力的非病毒载体。导致囊泡载体基因传递效率较低的因素主要有:(1)它们在体内会产生非特异性免疫应答;(2)靶向性差;(3)DNA(或RNA)与囊泡复合后生成了大的聚集体。最近，我们发现DNA和RNA均可诱使传统表面活性剂聚集形成囊泡。如果将这种由DNA(或RNA)与表面活性剂共同形成的囊泡取代传统的DNA(或RNA)-囊泡复合物进行基因传递，可消除上述不利于囊泡载体进行基因传递的第三种因素。鉴于糖基表面活性剂既可降低机体免疫反应亦可增加载体靶向性，本项目拟系统研究"DNA(RNA)/糖基表面活性剂"囊泡的生成规律及其在基因传递中的效应。该研究对解决非病毒载体低基因传递效率这一难题具有重要的理论意义和应用价值。

糖基表面活性剂是一类新型表面活性剂，具有很多异于传统单链表面活性剂的物理化学性质，但是现在尚缺乏对它们的全面认识。本项目的执行过程中，我们首先合成了糖胺，在此基础上，制备了糖铵表面活性剂，探讨了糖铵表面活性剂和糖胺/羧酸混合物的表面活性和聚集行为。基于此，研究了基因分子与糖铵表面活性剂及糖胺/羧酸混合物之间的复合行为，探讨了基因分子/表面活性剂囊泡的形成及其在基因传递中的效应。我们发现糖基可有效屏蔽聚集体表面的正电荷，且糖铵表面活性剂的cmc值与糖基结构和反离子的间隔基团相关。糖基越大，cmc越大。随反离子间隔基的变长，cmc先减小后增加。与糖铵表面活性剂相似，糖胺/羧酸混合物亦可将水的表面张力降至约30 mN/m，但是糖胺/羧酸混合物的cmc值比糖铵高，且更易吸附于空气/水表面。糖铵表面活性剂胶束的抗衡离子结合度也远远小于糖胺/羧酸混合胶束的结合度。通过综合利用紫外可见光谱仪、荧光光度计、zeta电位分析仪、透射电子显微镜和圆二色谱仪，我们发现糖基表面活性剂和基因分子均可生成球状聚集体囊泡。在zeta电位小于零时，各体系对EB的排除效率较高。当zeta电位大于零时，EB的移除效率趋于平缓。体外实验表明我们所制备的表面活性剂/基因分子囊泡细胞毒性极低。以基因分子/表面活性剂囊泡进行基因传递，相关的蛋白质表达量与囊泡组成密切相关。通过调整囊泡组成，可使蛋白质表达量略优于或相当于利用商品化脂质体载体和物理转染法电击法所得到的蛋白质表达量。