基因载体阳离子聚合物的研究进展

阳离子聚合物表面的正电荷可与带负电的基因形成带正电荷的复合物,此复合物借静电作用吸附于细胞表面,通过细胞内吞而将基因导入细胞,并获得表达。本文从阳离子聚合物的结构特点、阳离子聚合物-DNA复合物的形成以及影响基因转染效率的因素等方面对作为基因载体的阳离子聚合物的最新研究进展作了简要综述。     

阳离子聚合物纳米基因载体的研究进展

由于阳离子聚合物等非病毒纳米基因导入载体安全、低毒、装载容量大、制备容易等优点已引起越来越多的关注，对提高其转导效率的研究也较多。该文作者对PLL和PEI等阳离子聚合物纳米基因载体的研究进展进行了综述。     

癌基因治疗传递系统研究的新进展

基因治疗的主要目的是开发和利用高效无毒的基因载体,包裹和传递外源性基因材料到靶细胞。病毒型基因载体包括逆转录病毒、腺病毒、单纯疱疹病毒、腺病毒相关病毒和痘病毒,基因传递效率高,但安全性差和基因载量低。非病毒载体包括阳离子聚合物、阳离子多肽和阳离子脂质体,基因传递效率比病毒载体低,但更安全、制备简单、基因包裹率高。     

基因药物呼吸道给药载体的发展

基因药物的呼吸道给药是基因治疗的主要途径之一。基因药物呼吸道给药系统由基因药物、基因载体和吸入装置组成。基因载体具有保护基因药物以及协助基因药物发挥作用等功能,分为病毒载体和非病毒载体两类。病毒载体由于不良反应较重,使用不广泛。阳离子脂质是最早用于基因药物呼吸道给药的非病毒载体,后被阳离子聚合物取代。聚乙烯亚胺是目前研究最多的阳离子聚合物载体,有良好的介导基因药物给药能力。新一代阳离子聚合物载体聚酯胺具有广阔的应用前景。     

基因药物呼吸道给药载体的发展

基因药物的呼吸道给药是基因治疗的主要途径之一.基因药物呼吸道给药系统由基因药物、基因载体和吸入装置组成.基因载体具有保护基因药物以及协助基因药物发挥作用等功能,分为病毒载体和非病毒载体两类.病毒载体由于不良反应较重,使用不广泛.阳离子脂质是最早用于基因药物呼吸道给药的非病毒载体,后被阳离子聚合物取代.聚乙烯亚胺是目前研究最多的阳离子聚合物载体,有良好的介导基因药物给药能力.新一代阳离子聚合物载体聚酯胺具有广阔的应用前景.     

阳离子聚合物介导的基因治疗细胞内途径和主要屏障研究进展

阳离子聚合物作为一种非病毒基因载体,携带目的基因形成聚合复合物,在达到靶器官或靶细胞之前要克服使复合物解离、DNA降解或被清除的各种胞外屏障,到达靶细胞后还要克服胞膜、内涵体/溶酶体、胞浆和核膜等胞内屏障,才能成功转染靶细胞并最终发挥治疗作用。本文对阳离子聚合物介导的基因治疗的细胞内途径、胞内胞外屏障及阳离子聚合物的设计展望等进行综述。     

功能性阳离子聚合物乳液研究现状

本文从功能性阳离子聚合物乳液的制备、性能及表征、应用内个方面综述了阳离子聚合物乳液研究现状。     

磷酸胆碱聚合物作为药物运输载体转染大鼠心肌细胞的体外研究

目的探讨新型阳离子磷酸胆碱聚合物MPC30-DEA70能否安全有效地转染进入心肌细胞.方法应用原子转移自由基聚合法 (ATRP)合成具有高度生物相容性的双嵌段的MPC30-DEA70,以异硫氰酸荧光素(FITC)标记,并对材料的溶液进行表征;采用MTT法检测MPC30-DEA70与心肌细胞的相容性;应用荧光显微镜(FM)、共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)、透射电镜(TEM)观察MPC30-DEA70在细胞内的分布和定位;流式细胞术(FCM)检测MPC30-DEA70的细胞转染效率和荧光强度.结果 MPC30-DEA70与心肌细胞具有较好的细胞相容性,在较高浓度下才表现出一定的细胞毒性并呈现剂量依赖性;MPC30-DEA70可以进入到心肌细胞内部,大部分分布于核周围,少部分可以进入细胞核,对心肌细胞的超微结构无明显影响;MPC30-DEA70在心肌细胞内具有较高的转染效率和荧光强度,并呈剂量依赖性.结论 新型阳离子磷酸胆碱聚合物MPC30-DEA70可以安全有效转染心肌细胞,是一种理想的非病毒类药物或基因运输载体.     

光化学作用增强阳离子聚合物介导EGFP转染结肠癌

目的观察光化学基因转染技术对阳离子聚合物介导目的DNA转染结肠癌细胞效率的影响.方法以结肠癌细胞SW480、HT29为靶细胞,激光共聚焦显微镜观察光敏剂TPPS2a的胞内分布,MTT法观察基于TPPS2a的光化学作用对结肠癌细胞的生长抑制作用,同时以阳离子聚合物PEI为DNA载体,EGFP质粒为目的DNA,通过流式细胞技术对比观察光化学作用对阳离子聚合物介导EGFP质粒转染结肠癌细胞的影响.结果TPPS2a在2种结肠癌细胞系呈颗粒状分布于细胞质;基于TPPS2a的光动力效应对结肠癌细胞的生长抑制作用随光照剂量增大而逐渐加大,SW480细胞取得IC50的光照时间为约6 min,而HT29取得IC50的光照时间为约12 min;与单纯质粒转染组和阳离子聚合物转染组相比,光化学作用可将阳性细胞率分别提高至(29.61±1.15)(SW480细胞)和(23.47±0.62)(HT29细胞)(P＜0.05).结论TPPS2a的胞内分布与内吞密切相关;基于TPPS2a的光化学细胞毒性作用呈剂量依赖性;与单纯质粒转染组和阳离子聚合物转染组相比,光化学作用可明显提高阳离子聚合物介导转染目的DNA的阳性细胞率.     

原子力显微镜研究阳离子脂质基因载体的结构表征

目的:通过原子力显微镜观察阳离子脂质基因载体(lipid-mu peptide-DNA,LMD)和经过肿瘤靶向肽修饰的LMD(targeted-LMD,tLMD)的结构表征。方法:将腺病毒DNA包装肽mu与质粒DNA混合制备纳米粒子mupeptide-DNA(MD),再将MD与空白脂质体混合孵育制备LMD。将LMD与修饰有靶向配体分子的脂质分子胶束溶液共同孵育得到tLMD。将样品母液按一定比例稀释后滴在云母片上,完全干燥后使用原子力显微镜观察样品粒子的外观。结果:多肽mu可以高效地中和浓缩质粒DNA,形成的MD粒子分布均匀,平均粒径为(95±10)nm。MD粒子与空白脂质体混合继而可以得到圆润紧实、分布均匀、粒径为(140±15)nm的阳离子脂质基因载体LMD。LMD粒子与靶向肽脂质分子共同孵育后,tLMD粒子在保持结构上完整性的同时表面光滑度较LMD减小。结论:原子力显微镜可快速有效地观测到各种脂质基因载体的粒子大小、外观等,为分析脂质基因载体的物理化学性质提供了一种研究方法。     

非病毒基因载体脂质-聚阳离子复合物的研究进展

基因递送系统运载基因的能力是基因治疗的关键因素之一.脂质-聚阳离子复合物是一种新型的药物递送系统,脂质体与高分子基因载体具有协同增效作用,具有良好的稳定性、低细胞毒性以及高转染效率.     

季铵盐型阳离子聚合物的合成及其在超细颜料中的应用

采用自由基溶液聚合,制备了甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯三元共聚物,并用此阳离子聚合物作为分散剂制备超细有机颜料分散体系。用FT-IR和13C-NMR分析、表征了共聚物的结构,用GPC研究了聚合物的分子量及分子量分布,用滴定法测定了聚合物中阳离子单体含量。结果表明:聚合物的结构及用量对颜料分散体系的影响较大,当聚合物中阳离子单体含量为59.5%-69.7%,mAIBN/mM=0.010-0.012时,颜料的粒径最小且体系的稳定性最好,阳离子聚合物质量分数大于0.004时,分散体系的分散性能较好。     

阳离子脂质体基因载体的研究进展

肿瘤基因治疗的最大挑战之一是研制安全有效的基因转染载体。基因治疗载体一般分为病毒性载体和非病毒性载体。由于病毒型载体存在安全性问题,目前非病毒性载体的研究越来越受到人们的重视。脂质体作为常用的非病毒性载体容易制备,安全性高,但亦存在质控要求高,体内基因导入效率较低,且无靶向性,使得其应用受到限制。pH敏脂质体、阳离子脂质体等大大提高了脂质体的转运效率,也为非病毒载体在临床上的应用开辟了广阔的前景,本文就阳离子脂质体作为基因载体的研究予以综述。     

新型阳离子脂质体的制备及其转染效率的测定

目的制备以新型细胞转染素为阳性成分的阳离子脂质体,作为基因载体,用于基因转染的实验研究和肺部疾病的基因治疗.方法用薄膜法制备N4-精胺胆固醇羰酰氨阳离子脂质体,通过电镜观察和电泳,检测其形态、结构和细胞转染条件,并对SPC肿瘤细胞进行转染,评估其转染效率.结果制备的新型阳离子脂质体具有良好的微囊形态,当脂质体∶质粒为(6～8)∶1时,其转染效率可达60%.结论成功制备了新型阳离子脂质体,在适当条件下其具有较高的转染活性,为以后的基因转染和基因治疗打下基础.     

两种方法转染EGFP基因对脐血造血干/祖细胞体外生长影响的比较

目的 探讨两种非病毒载体介导增强绿色荧光蛋白基因(EGFP)转染方式对脐血干/祖细胞体外生长的影响.方法 免疫磁珠分选CD34 脐血干/祖细胞,平均分为3组,即未转染EGFP组、阳离子聚合物转染EGFP组和电穿孔转染EGFP组,将各组脐血CD34 细胞接种于人骨髓间充质干细胞(MSCs)构建的二维培养体系中在无外源性细胞因子情况下进行体外培养,7 d后进行集落形成单位(CFU)实验和高增殖潜能集落形成单位(HPP-CFU)实验.并利用荧光显微镜观察转染EGFP的CD34 细胞集落形成,Wright-Giemsa 染色了解其分化情况.结果 阳离子聚合物转染和电穿孔转染都可减少造血干/祖细胞集落形成的数目,且集落的大小也较未转染组小(P＜0.05).电穿孔转染组荧光集落形成的数目多于阳离子聚合物转染组,且所形成的荧光集落更大更亮(P＜0.05).两种转染方式的脐血造血干/祖细胞在体外培养后仍具有多向分化能力.结论 这两种非病毒载体介导EGFP基因转染方式均可造成脐血造血干/祖细胞生物学特性不同程度的损害.但电穿孔转染方式对于造血干/祖细胞体外生长损害较阳离子聚合物转染要小,且转染效率更高,转染基因表达更稳定.     

非病毒类载体靶向治疗前列腺癌研究进展

在治疗前列腺癌的各种传统方法中,普遍存在着杀伤癌细胞的同时对正常组织器官造成损伤的现象。近年来兴起的靶向治疗在一定程度上能很好地解决这一问题。但作为靶向治疗的载体,病毒类载体存在免疫原性大、毒性大等缺点,而非病毒类载体靶向治疗前列腺癌往往能克服这些缺点。本文综述了以阳离子聚合物、脂质体和壳聚糖聚合物为主的非病毒类载体包裹基因药物靶向治疗前列腺癌的研究进展。     

四种聚阳离子载体材料的体外细胞学及体内性质研究

目的:对四种非病毒型聚阳离子载体材料的理化性质、体外细胞学及体内性质进行研究.方法:合成聚乙烯亚胺-环糊精(PEI-CyD)、聚乙烯亚胺-聚天冬酰胺(PEI-PHPA)和烷基胺-聚天冬酰胺(PEE-PHPA)等三种聚阳离子材料,用1H核磁共振对载体材料的结构进行确定;凝胶电泳实验研究了载体材料对质粒DNA的浓缩能力;粒径分析仪测定了载体材料结合DNA后的粒径及表面电荷.用MTT法在COS-7、A549、HEK-293和C6等细胞株上测定了四种载体材料的细胞毒性;在HEK-293细胞株上进行了体外细胞转染实验.进行了四种载体材料体内毒性、组织分布和体内携带报告基因转染实验.结果:1H核磁共振证实了它们的结构.在N/P小于40时,载体材料的平均粒径在100 ～250 nm,表面电荷在10 ～ 35 mV,适合体外细胞的吞噬.体外细胞毒性表明,PEE-PHPA在C6、COS-7、A549和HEK293细胞上的IC50值分别为21.5、20.2、7.30和37.1μg/ml,PEI 25 kD的IC50值分别为15.8、18.3、11.4和36.7μg/ml,PEI-CyD和PEI-PHPA在实验所测定的浓度范围中,细胞的存活率高于60％.四种聚阳离子材料都具有较强的DNA缩合能力,且有较好的体外基因转染能力.体内急性毒性实验表明,PEI-PHPA、PEE-PHPA载体材料为低毒性载体材料,其LD50值大于500 mg/kg,血项指标表明PEE-PHPA载体材料对肝、肾功能有轻微影响,体内分布显示,四种聚阳离子载体材料在肾富集较高.结论:PEI-CyD、PEE-PHPA和PEI-PHPA聚阳离子载体材料均有较好的体外基因转染能力,能够携带报告基因在体内表达,其中PEI-CyD和PEE-PHPA是具有应用前景的非病毒性基因药物载体.     

PELA作为基因载体的研究

目的　研究可生物降解聚合物 PEL A作为控制释放的基因载体。方法　合成聚乳酸 -聚乙二醇二元共聚物(PEL A) ,包裹质粒 p CH110 ,探讨了 PEL A作为基因载体包裹 DNA的各种影响因素 ,这种控制释放体系的体外降解及释放行为以及对其细胞毒性及体外转染效率进行了测定。结果　制备的 PEL A微球平均粒径 1μm～ 3μm,包裹效率为6 2 %。采用包裹了质粒 p CH110的微球对 COS- 1细胞的细胞毒性及转染实验中得出 :PEL A的细胞毒性较小 ,转染效率较高 ,且能持续表达 96 h,缓释效果较明显。结论　可生物降解聚合物材料 PEL A作为基因载体具有较强的优越性     

季铵盐型阳离子聚合物的合成及其应用

介绍季铵盐型阳离子聚合物的合成方法，主要包括二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基氯化铵、表氯醇和丙烯酰胺等单体直接聚合方法，及天然高分子和聚乙烯醇的改性制备方法等。同时总结了季铵盐型阳离子聚合物在涂料、环境、水处理等领域的应用。     

新型阳离子磷酸胆碱聚合物MPC30-DEA70转染血管平滑肌细胞的体外研究

目的 探讨新型阳离子磷酸胆碱聚合物MPC30-DEA70（PC聚合物）转染进入体外培养的血管平滑肌细胞（VSMCs）的安全性和有效性.方法 应用ATRP法合成具有高度生物相容性的PC聚合物MPC30-DEA70;植块贴壁法原代培养大鼠VSMCs;MTT法检测PC聚合物与VSMCs的细胞相容性;应用FM及CLSM观察PC聚合物在细胞内的分布和定位;FCM法检测PC聚合物在VSMCs中的转染效率和荧光强度.结果 PC聚合物与原代培养的VSMCs具有较好的细胞相容性,随浓度的增高表现出一定的细胞毒性;PC聚合物可以转染进入VSMCs,大部分分布于细胞质及核周围,少部分可以进入到细胞核内;PC聚合物在VSMCs中具有较高的转染效率和荧光强度,并呈剂量依赖性.结论 新型阳离子磷酸胆碱聚合物MPC30-DEA70可以转染进入血管平滑肌细胞,是一种安全有效的非病毒类药物运输载体.