基于环糊精超分子主客体组装构建基因载体

发布时间：2017-06-21 19:08

  本文关键词：基于环糊精超分子主客体组装构建基因载体，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：基因治疗的主要目的是在特定的细胞中导入功能性的基因,治疗疾病或者修复由于基因缺陷而导致的功能性障碍。基因治疗中最主要的问题是构建高转染低毒性的基因载体,相对病毒性载体,非病毒性载体由于具有低毒性、低成本以及稳定性高等优点受到了广泛的关注。基于环糊精的主客体组装在基因载体中有重要的应用,基因载体的可剪切性会降低载体的毒性,提高转染效率。特殊的形貌如棒状的纳米粒子可以有效促进细胞吞噬。金纳米棒由于吸收波长在近红外区域,使其有光声成像和光热治疗功能。基于以上研究背景,本文进行如下课题的研究：1.通过原子转移自由基聚合法(ATRP)在PEG和环糊精自组装形成的准聚轮烷两端聚合甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA),构建可剪切的聚轮烷(SS-PR)。通过与二溴异丁酰溴(BIBB)反应在SS-PR引入更多的引发位点,形成大分子引发剂(SS-PR-Br),通过控制第二步ATRP的时间,构建一系列的准梳状阳离子聚合物(SS-PR-pDMs)。相对于SS-PR, SS-PR-pDMs具有相似的毒性,更强的质粒DNA (pDNA)络合能力、更高的细胞吞噬率和转染效率。此外SS-PR-pDMs更有利于pDNA进入细胞核。本研究表明以可剪切聚轮烷为基体,通过两步ATRP构建准梳状阳离子聚合物是一种有效的提高转染效率的方法。2.为了构建兼具成像和热疗功能的基因载体,以棒状纤维素(CNC)-金纳米粒子(球形颗粒或纳米棒)作为基体。首先构建环糊精为核的阳离子聚合物(CD-PGEA):以BIBB修饰的β-环糊精为引发剂,聚合甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA),并用乙醇胺(EA)功能化修饰。然后在聚乙二醇(PEG)一端引入金刚烷(Ad),另外一端接硫辛酸(LA),作为纳米粒子与阳离子聚合物的中间连接体(Ad-PEG-LA)。通过金硫键和环糊精-金刚烷自组装将纤维素-金纳米粒子与CD-PGEA组装。与CD-PGEA相比,与纳米粒子组装后的载体吞噬率增加,转染效率提高,连接不同形貌的金粒子(球形颗粒或纳米棒)后转染效率接近。连接金棒的载体还兼具光声成像和光热治疗功能,可以有效辅助基因治疗,抑制肿瘤的增长。
【关键词】：基因载体 环糊精 聚轮烷 光声成像 光热治疗
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R450;TB383.1
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 符号说明15-17
• 第一章 绪论17-29
• 1.1 基因治疗17-18
• 1.2 基因载体的分类18-19
• 1.2.1 病毒性基因载体18
• 1.2.2 非病毒性基因载体18-19
• 1.3 质粒运输过程的障碍19-21
• 1.3.1 血液相容性19-20
• 1.3.2 血管通透性20-21
• 1.3.3 溶酶体内的释放21
• 1.4 环糊精主客体自组装21-24
• 1.4.1 含β-CD的主客体自组装22-23
• 1.4.2 主客体自组装纳米载体在基因治疗中应用23-24
• 1.5 诊疗一体化的多功能基因载体24-26
• 1.5.1 成像诊断技术24
• 1.5.2 光热治疗24-26
• 1.6 本课题的意义26-29
• 1.6.1 可剪切的基因载体27
• 1.6.2 多功能的纳米基因载体27-29
• 第二章 基于可剪切聚轮烷构建准梳状阳鼻子基因载体29-53
• 2.1 引言29-30
• 2.2 实验药品和仪器30-32
• 2.2.1 实验药品30-31
• 2.2.2 实验仪器31-32
• 2.3 实验方法32-35
• 2.3.1 合成引发剂Br-SS-PEG-SS-Br32
• 2.3.2 通过第一步ATRP制备可剪切聚轮烷(SS-PR)32
• 2.3.3 通过第二步ATRP制备SS-PR-pDMs32-33
• 2.3.4 聚合物的表征33
• 2.3.5 聚合物/pDNA复合物的表征33-34
• 2.3.6 细胞毒性测试34
• 2.3.7 体外转染测试34
• 2.3.8 细胞内吞效率测试34-35
• 2.4 结果与讨论35-50
• 2.4.1 可剪切基因载体的构建35-36
• 2.4.2 聚合物结构的表征36-39
• 2.4.3 聚合物/pDNA的表征39-42
• 2.4.4 SS-PR和SS-PR-pDMs的可剪切性42-44
• 2.4.5 细胞毒性分析44-46
• 2.4.6 基因转染效率分析46-48
• 2.4.7 细胞内吞效率分析48-50
• 2.5 本章小结50-53
• 第三章 基于有机无机复合纳米颗粒构建多功能基因载体53-77
• 3.1 引言53-54
• 3.2 实验药品和仪器54-55
• 3.3 实验方法55-59
• 3.3.1 纤维素-金纳米颗粒基因载体的制备55-56
• 3.3.2 有机无机复合材料的表征56-57
• 3.3.2.1 CNC-Au NR-PGEA的表征56-57
• 3.3.2.2 CNC-Au NR-PGEA/pDNA的表征57
• 3.3.3 细胞毒性测试57
• 3.3.4 体外转染测试57
• 3.3.5 细胞内吞效率测试57
• 3.3.6 CNC-Au NR-PGEA的光声成像57-58
• 3.3.7 CNC-Au NR-PGEA的光热性能58
• 3.3.8 体外及体内的抗癌实验58-59
• 3.4 结果与讨论59-76
• 3.4.1 以纤维素-金纳米颗粒基体的多功能基因载体的制备59-60
• 3.4.2 CNC-Au NR-PGEA基因载体的表征60-65
• 3.4.3 细胞毒性分析65-66
• 3.4.4 基因转染效率分析66-69
• 3.4.5 细胞内吞效率分析69-70
• 3.4.6 CNC-Au NR-PGEA光声成像70-71
• 3.4.7 CNC-Au NR-PGEA的光热性能71-74
• 3.4.8 光热及基因治疗效果74-76
• 3.5 本章小结76-77
• 第四章 总结与展望77-79
• 参考文献79-87
• 致谢87-89
• 研究成果及发表的学术论文89-91
• 导师简介91
• 作者简介91-92
• 附件92-93

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