本文關(guān)鍵詞：基于超分子組裝構(gòu)建基因疫苗的非病毒載體　出處：《吉林大學(xué)》2007年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】： 基因免疫作為一種新的免疫手段,從它誕生的那一刻起,就帶有明顯的新奇性和挑戰(zhàn)性�；蛎庖呖梢酝瑫r誘導(dǎo)體液和細胞免疫反應(yīng),與病毒自然感染誘導(dǎo)的免疫應(yīng)答十分相似。隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,基因疫苗的研究從理論提出到技術(shù)成熟,又從實驗室和臨床前實驗進入臨床試驗階段,前后僅用了幾年的時間。盡管基因疫苗已經(jīng)安全應(yīng)用于人類多個臨床試驗,但是也應(yīng)該看到,并非所有的基因疫苗都能誘導(dǎo)出理想的免疫反應(yīng)�；蛞呙缭谌梭w的實驗結(jié)果遠比小鼠等動物模型中的結(jié)果差,而且需要非常高的劑量,這給它的臨床應(yīng)用帶來了障礙,并且不符合經(jīng)濟學(xué)的觀點。因此,如何提高基因疫苗誘導(dǎo)的免疫原性,研究安全有效的基因疫苗策略,是現(xiàn)在免疫學(xué)和生物化學(xué)研究的熱點。我們基于超分子組裝化學(xué),借鑒病毒感染細胞的自然化學(xué)過程,制備了一系列多組分的超分子組裝體系,用于基因疫苗的載體研究。它們根據(jù)基因疫苗體內(nèi)應(yīng)用的各個屏障而設(shè)計,通過對病毒感染細胞機制的模擬,提高了基因疫苗的免疫原性。 1.PLGA復(fù)合微球體系用生物可降解控釋微球作為基因疫苗載體,理論上具有可長時間表達基因的活性,從而減少基因疫苗的劑量。我們把陽離子聚合物PEI引入PLGA微球,實現(xiàn)生物可降解控釋材料(PLGA)和陽離子聚合物的協(xié)同使用:PEI存在的條件下,DNA會發(fā)生緊縮,濃縮線形的DNA成為納米尺寸的致密顆粒,提高其物理化學(xué)穩(wěn)定性,并且賦予其內(nèi)涵/溶酶體釋放功能;PLGA屏蔽PEI多余的正電荷,有效地逃逸補體活化,減小細胞毒性。 微球較低的DNA載量和產(chǎn)率是PLGA微球擴大化生產(chǎn)的限速步驟。這里,我們發(fā)展了一種S/O/W乳化-溶劑揮發(fā)法制備了PEG-g-PEI/DNA負載的PLGA微球,以PEG-g-PEI可以和DNA形成靜電復(fù)合物,PEG嵌段有多聚醚核的惰性以及刷狀的多聚物群結(jié)構(gòu),具有親溶劑性,可以讓基因疫苗在有機溶劑穩(wěn)定分散。以PEG-g-PEI作為DNA穩(wěn)定劑,通過冷凍干燥技術(shù)凍干DNA,使內(nèi)水相體積為零,從而有效提高了PLGA微球的DNA載量。 2.甘露糖修飾的殼聚糖復(fù)合微球體系合成的生物可降解高分子PLGA作為控釋系統(tǒng)的高分子載體材料取得了成功,但是作為基因疫苗的載體,其在體內(nèi)的代謝產(chǎn)物是乳酸和羥基乙酸,導(dǎo)致降解過程中微球內(nèi)部呈現(xiàn)局部酸性環(huán)境,對DNA的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利的影響。天然高分子作為載體有其獨特的優(yōu)勢。我們這里建立了一個新的基于殼聚糖的體系:甘露糖修飾的殼聚糖寡聚體作為緩釋材料包裹PEI/DNA復(fù)合物,用于基因疫苗的轉(zhuǎn)運。該體系的成功在于:(i)甘露糖的修飾,增加了殼聚糖的水溶性,改善了其生物可降解性,并且可以識別抗原提呈細胞(APCs)表面高表達的甘露糖受體,通過受體介導(dǎo)的內(nèi)吞進入APCs;(ii)低聚物的引入更容易實現(xiàn)細胞內(nèi)的控釋;(iii) PEI能夠賦予該復(fù)合體系質(zhì)子緩沖能力,依靠“質(zhì)子海綿”效應(yīng),破裂內(nèi)涵/溶酶體。 3.殼聚糖-金納米體系傳統(tǒng)高分子量殼聚糖/DNA復(fù)合物高穩(wěn)定性伴隨著較低的體外體內(nèi)基因表達水平,建議解聚(decomplexation)可能是基因轉(zhuǎn)運過程的速率限制步驟。我們采用低分子量殼聚糖修飾金納米粒子,展示了一個獨特的技術(shù)平臺,用于基因疫苗的轉(zhuǎn)運。偶聯(lián)低分子量殼聚糖到金納米顆粒上,增加了殼聚糖的有效分子量,展現(xiàn)了多價離子的特征,從而增加了其對DNA的濃縮,增加其穩(wěn)定性。而且,金顆粒的存在,可能起著粒子佐劑的效果,誘導(dǎo)抗原提呈細胞等免疫細胞聚集,從而增強免疫應(yīng)答。這種基于超分子組裝的金納米微球,為基因疫苗非病毒載體的設(shè)計提供了新的技術(shù)平臺。 4.以磁力來增強基因疫苗的免疫原性基因疫苗肌肉注射的限速步驟極有可能是其在肌肉中無效的擴散和分布,從而導(dǎo)致其快速的降解失活。我們把納米技術(shù)應(yīng)用到基因免疫,基于超分子組裝構(gòu)建磁納米粒子/基因疫苗復(fù)合物,利用外加磁場改善基因疫苗的肌肉內(nèi)分布,提高了基因疫苗的免疫原性。 若說前面三章是直接拷貝自病毒和細菌的作用過程,磁納米技術(shù)的應(yīng)用就具有原創(chuàng)性,這個效應(yīng)是天然病毒所不具備的。我們基于超分子組裝構(gòu)建了一系列多組分載體,發(fā)展無生命的非自然體系,期望其呈現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)特征,能發(fā)揮不同于生物體但效率和選擇性相當?shù)墓δ堋?br/>[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：R392

【引證文獻】

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