纳米尺寸效应和转导方式对基因转染的影响

发布时间：2020-12-08 09:18

　　基因治疗是将核酸药物输送至靶细胞,进而表达所需的基因产物（核酸或蛋白质）,取代或者矫正患者的缺陷基因功能,达到治疗目的。因其具有高疗效、低毒副作用的优点,已成为肿瘤等基因类疾病的潜在治疗方法之一。基因输送方法主要包括病毒载体输送、非病毒载体输送和物理输送。与病毒载体相比,非病毒载体,具有低免疫原性、易实现规模化生产和制备、便于修饰等优势。但是非病毒载体的体内递送基因效率较低,限制了其临床转化。即使是被广泛研究的阳离子聚合物（即聚乙烯亚胺（PEI））,仍然存在很多未被阐明的递送机制。由于实验条件和操作的巨大差异,文献报道中经常出现相互矛盾的转染结果。所以,在纳米复合物制备过程中,需要对一些关键参数进行识别和严格控制。制备工艺参数（如浓度或者混合物体积）对纳米粒结构的影响及其对基因转染的影响,目前对这些方面的了解仍不多。本课题考察了不同浓度（或反应体积）对PEI/DNA复合物的纳米特性的影响,发现在高浓度（或小反应体积）条件下制备,得到较大粒径的PEI/DNA纳米粒,而在低浓度条件下则制备得到较小粒径的PEI/DNA纳米粒。大粒径纳米粒具有更优的转染效果。微观形态学观察表明,小粒径纳米粒是... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海药物研究所)上海市

【文章页数】：126 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

全球基因治疗临床试验的病例统计

1.2.2 非病毒载体输送非病毒载体是指能与核酸药物通过正负电荷相互作用、或化学偶联、或物理包裹形成递药系统的载体材料。非病毒载体主要有阳离子聚合物和阳离子脂质体。16-17相比于病毒载体，非病毒载体具有以下优点：低免疫原性、结构简单并可控、易通过表面修饰来提高细胞靶向性和转染效率、易实现规模化生产和制备，同时还可共载其他药物。18-201.2.2.1 阳离子聚合物阳离子聚合物是一类富含正电荷重复单元结构（通常为一级胺、二级胺或三级胺结构）的高分子材料，能借助正负电荷静电作用力与带负电性的核酸聚集形成纳米复合物，从而达到保护核酸不被核酸酶降解，并提高基因转染效率。常用的阳离子聚合物有聚赖氨酸21-22、枝链或线性聚乙烯亚胺23-24、聚酰胺-胺型枝状大分子（PAMAM）25-26、壳聚糖27-28等（图 1.2）。11

35-36当 PEI 分子量处在 20 kDa~30 kDa 之间，转染效率较高，且细胞状态也较理想，25kDaPEI 被认为是非病毒基因载体的一个“黄金对照标准”。对于低分子量的 PEI，虽然毒性较低，但是对基因的压缩能力也低，转染效率也相应降低。371.2.2.2 阳离子脂质体阳离子脂质体含有带正电荷的亲水性基团头部，以及疏水性基团尾部，还含有辅助脂质（例如胆固醇、阳离子胆固醇衍生物），不仅起到连接头尾的作用，同时可以稳定脂质体，另外还能促进脂质体摄入细胞和溶酶体逃逸作用。常用的阳离子脂质体材料如图 1.3 所示。11Invitrogen 公司推出的Lipofectamine 2000 和 Lipofectamine 3000 是目前在体外细胞实验中应用最广的商业化阳离子脂质体。但Lipofectamine系列的阳离子脂质体在体液中不够稳定，而且易被血液中的网状内皮细胞吞噬，体内转染效率偏低。19, 38


本文编号：2904850