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.

Characteristics of cationic polymers PEI-CyD, PEI-PHPA, PEE-PHPA and PEI25kD in vitro and in vivo