本文選題：星狀聚合物 + 基因輸送��； 參考：《南京大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：非病毒基因載體有著成本低廉、易于化學(xué)修飾、安全性好等優(yōu)點,是極具潛力的基因治療載體。陽離子聚合物載體是非病毒載體中的重要成員,但是存在轉(zhuǎn)染效率低的關(guān)鍵問題。本論文著眼于對陽離子基因載體材料的研究,分別設(shè)計并合成了生物可降解聚氨基酸材料和水溶性共軛聚電解質(zhì)材料,詳細(xì)表征了納米復(fù)合物的結(jié)構(gòu),分別檢測了材料在in vitro水平的基因輸送效率。工作主要分為如三個部分:第一部分,采用NCA-ROP法制備得到兩種生物可降解星形聚天冬酰胺衍生物(SP1-DET和SP2-DET),研究了其對巨噬細(xì)胞RAW264.7的基因轉(zhuǎn)染。此外,針對RAW264.7細(xì)胞表面表達(dá)受體類型,本文分別使用甘露糖和葉酸配體對這兩種星型聚天冬酰胺衍生物進(jìn)行修飾,提高了載體材料對RAW264.7的靶向性。研究表明該類材料均能夠很好的束縛壓縮質(zhì)粒DNA形成球狀納米顆粒。透射電子顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn),這些納米復(fù)合物具有明顯的"核-殼"結(jié)構(gòu)。In vitro研究發(fā)現(xiàn),未修飾靶向基團(tuán)的材料表現(xiàn)出較差的轉(zhuǎn)染效率,而葉酸和甘露糖兩種靶向修飾均能提高材料對巨噬細(xì)胞的轉(zhuǎn)染效率。此外,還可以進(jìn)一步優(yōu)化星形聚天冬酰胺材料的結(jié)構(gòu)和性能,以提高材料對整體免疫細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)染效率。第二部分,設(shè)計并合成了具有不同結(jié)構(gòu)和分子量的陽離子聚噻吩(cPT)并用于基因輸送的研究。通過對這些材料的光物理性質(zhì)研究發(fā)現(xiàn):cPT在水溶液中具有很好的分散性,且可以在白光照射下產(chǎn)生活性氧自由基(ROS)。極少量的cPT通過非共價連接引入到SP/質(zhì)粒的納米復(fù)合物中,可以自組裝形成更穩(wěn)定的多組份載體輸送體系。在in vitro基因輸送的研究中發(fā)現(xiàn),這種結(jié)構(gòu)新穎的納米復(fù)合物增強(qiáng)了對溶酶體膜擾動能力,進(jìn)而提高了基因轉(zhuǎn)運(yùn)效率。我們發(fā)現(xiàn)cPT對氧氣適當(dāng)?shù)墓饷艋饔糜兄趯崿F(xiàn)基因輸送的成功:具有較弱的光敏化作用的短鏈 cPT,如 cLPT-2(Mw,GPC10 kDa)和 cBPT-3(MW,GPC5 kDa),由于對納米復(fù)合物的穩(wěn)定性增強(qiáng)最為顯著而提高基因轉(zhuǎn)運(yùn)效率。在此通過引入具有良好生物兼容性的聚噻吩作為基因轉(zhuǎn)運(yùn)增強(qiáng)劑,構(gòu)建得到新穎的納米復(fù)合物的方法,為非病毒基因輸送的應(yīng)用提供了一種簡單、經(jīng)濟(jì)、有效的平臺。第三部分,將四種不同陽離子側(cè)鏈的陽離子聚苯撐乙炔(P-0-3、P-C-3、PIM-2、PIM-4)用于基因輸送的研究。四種cPPE具有剛性主鏈和離子化側(cè)鏈,因此既保持了共軛聚合物的光電性能,又具備了良好的水溶性。本文將cPPE引入星型聚合物/質(zhì)粒的復(fù)合物構(gòu)建了多組分基因輸送體系,進(jìn)一步研究了添加少量結(jié)構(gòu)剛性的共軛聚電解質(zhì)材料對柔性的聚天冬酰胺polyplex結(jié)構(gòu)和基因輸送性質(zhì)的影響。In vitro研究發(fā)現(xiàn),四種cPPE修飾SP/質(zhì)粒的復(fù)合物均形成穩(wěn)定的納米復(fù)合物,并有效提高了對HeLa細(xì)胞的基因輸送效率。定量研究顯示,未光照條件下只需修飾0.1%的cPPE就能將轉(zhuǎn)染效率提高2-3倍。此外,隨著cPPE用量的提高,基因轉(zhuǎn)染效率出現(xiàn)先增高后下降的趨勢,當(dāng)四種cPPE用量為0.25%時,對基因轉(zhuǎn)染效率的提升最顯著。其中,0.25%的P-C-3修飾的多組份納米復(fù)合物體系的轉(zhuǎn)染效率可以達(dá)到SP/質(zhì)粒復(fù)合物體系的17倍。因此,SP/質(zhì)粒復(fù)合物中添加四種cPPE材料可以有效增強(qiáng)基因輸送效率,再次驗證了這種多組分納米復(fù)合物構(gòu)建策略的潛在價值,有利于減少載體材料以及基因的使用。
[Abstract]:In this paper , we have studied the structure and properties of cationic gene carrier materials , which can improve the transfection efficiency of the material on RAW264.7 cells . In this paper , by introducing the cPPE into star polymer / plasmid , we constructed a multi - component gene delivery system , and further studied the effect of adding a small amount of structural rigid conjugated polyelectrolyte material on the structure and gene delivery properties of flexible polyasparagine . In addition , the transfection efficiency of four kinds of cPPE modified SP / plasmids could be increased by 2 - 3 times .

【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：Q78
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本文編號：1790413