含S-S聚合物的设计、合成及基因转染性能研究

发布时间：2017-10-06 05:29

  本文关键词：含S-S聚合物的设计、合成及基因转染性能研究

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【摘要】：作为病毒载体的替代品,阳离子聚合物型基因载体在基因治疗方面显现出了很大的潜力,它可以与特定基因结合形成基因复合物,在内吞作用下进入细胞从而实现基因运送。在本论文中,我们设计了两种阳离子聚合物型基因载体：含二硫键的聚(p-氨基酯)(PBAE)和羟基化聚乙烯亚胺(PEI)。二硫键在细胞外相对稳定,而在细胞质内由于存在较高浓度的谷胱甘肽,二硫键能够快速的裂开表现出一种响应机制。据此我们在设计聚(β-氨基酯)时,首先将二硫键引入双丙烯酸酯单体中,然后通过其与氨基醇的交联,制备出64种含有二硫键的聚(p-氨基酯)。在进行了基因转染和细胞毒性等相关实验后,我们筛选出四个转染表现很好的样品：SF7-1、SF7-2、SF7-3和SF7-4。结果显示,在A549细胞中和COS7细胞中,它们的最高转染效率分别达到48%、43%、52%、47%和56%、60%、52%、49%,与对照样品PEI 25kDa相比,它们在拥有较高转染效率的同时具有较低的细胞毒性,在基因运送方面具有很好的应用前景。聚乙烯亚胺是目前最有效的阳离子非病毒基因载体之一,通常情况下,分子量较大的PEI的基因转染效率相对较高,但与此同时它的细胞毒性也会随之增大,在一定程度上限制PEI作为基因运送载体的应用。在本论文中我们将不同比例的N-(2-羟乙基)丙烯酰胺修饰到PEI1800上实现PEI羟基化,然后将羟基化的PEI1800与具有生物降解性的交联剂N,N'-双(丙烯酰)胱胺反应,实现两者的交联聚合,制备得到一系列羟基化的PEI聚合物。其中的P5、P8、P11和P18具有很好的转染表现,在A549细胞中和COS7细胞中,它们的最高转染效率分别达到35%、42%、40%、36%和39%、42%、49%、37%。我们发现其中修饰20%比例羟基的P8和P11转染效率最有优势,可见在PEI中引入适量羟基对提高其转染效率能够起到积极作用。
【关键词】：基因运送 聚(β-氨基酯) 聚乙烯亚胺 二硫键
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O631
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 阳离子聚合物基因转染载体9-14
• 1.1.1 聚(β-氨基酯) (PBAE)10
• 1.1.2 聚乙烯亚胺(PEI)10-12
• 1.1.3 聚赖氨酸(PLL)12-13
• 1.1.4 其他阳离子聚合物13-14
• 1.2 阳离子聚合物的基因转染机理14-16
• 1.2.1 细胞吸收14-15
• 1.2.2 脱离内涵体15
• 1.2.3 质粒DNA的解离15-16
• 1.2.4 质粒DNA进入细胞核16
• 1.3 聚合物基因载体发展的障碍及发展前景16-17
• 1.4 研究内容17-19
• 2 含二硫键的聚(B-氨基酯)基因载体的合成以及性能研究19-35
• 2.1 仪器与试剂19-20
• 2.1.1 实验仪器19
• 2.1.2 实验试剂19-20
• 2.2 实验内容20-22
• 2.2.1 含二硫键的丙烯酸酯单体S的合成20
• 2.2.2 丙烯酸酯封端的聚(β-氨基酯)的合成20-21
• 2.2.3 小分子胺封端的聚(β-氨基酯)的合成21-22
• 2.3 聚合物作为质粒DNA转染载体的性能研究22-25
• 2.3.1 实验材料22-23
• 2.3.2 实验方法23-25
• 2.4 实验结果与讨论25-33
• 2.4.1 含二硫键的聚(β-氨基酯)聚合物的合成25-28
• 2.4.2 聚(β-氨基酯)作为基因载体的性能研究28-33
• 2.5 本章小结33-35
• 3 PEI衍生物基因载体的合成以及性能研究35-48
• 3.1 仪器与试剂35-36
• 3.1.1 实验仪器35
• 3.1.2 实验试剂35-36
• 3.2 PEI衍生物的合成36-39
• 3.2.1 N,N'-双(丙烯酰)胱胺(CBA)交联剂的合成36
• 3.2.2 PEI的羟基化修饰36-37
• 3.2.3 PEI聚合物的合成37-39
• 3.3 聚合物作为质粒DNA转染载体的性能研究39-40
• 3.3.1 实验材料39
• 3.3.2 实验方法39-40
• 3.4 实验结果与讨论40-46
• 3.4.1 PEI聚合物的合成40-42
• 3.4.2 PEI聚合物作为基因载体的性能研究42-46
• 3.5 本章小结46-48
• 4 结论48-49
• 致谢49-50
• 参考文献50-60
• 附录60

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本文编号：980986