【摘要】： 為了對(duì)新型陽(yáng)離子聚磷腈基因非病毒載體作出初步評(píng)價(jià),分別進(jìn)行了叔胺類(lèi)和伯胺類(lèi)兩種陽(yáng)離子聚磷腈衍生物的合成,并進(jìn)一步對(duì)伯胺類(lèi)聚磷腈進(jìn)行了咪唑丙烯酸和半乳糖的修飾,以達(dá)到增加聚合物的溶酶體逃逸能力和主動(dòng)靶向能力的目的。在對(duì)合成的聚磷腈衍生物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征之后,對(duì)聚合物與DNA自組裝納米粒進(jìn)行了體外特性和體外轉(zhuǎn)染的研究,并且對(duì)半乳糖修飾聚磷腈與DNA自組裝納米粒在人肝癌細(xì)胞BEL-7402皮下移植瘤小鼠的體內(nèi)轉(zhuǎn)染也進(jìn)行了初步研究。 叔胺類(lèi)聚磷腈衍生物的合成包括聚DMAEA/Boc—組氨酸甲酯磷腈(PDHP)和不同咪唑取代度的聚咪唑/DMAEA磷腈(PIDP)。Boc—組氨酸甲酯取代比例為13%的PDHP和咪唑取代度為17%的PIDP1在與DNA比例為10:1(重量比)時(shí)均自組裝形成100 nm左右并帶有一定正電荷的納米粒,該納米粒在無(wú)血清轉(zhuǎn)染介質(zhì)的293T細(xì)胞中均有較高的體外轉(zhuǎn)染效率,比相同條件下PEI/DNA納米粒的轉(zhuǎn)染效率分別高出1倍和2倍,也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出DMAEA全取代的PDAP/DNA納米粒的轉(zhuǎn)染效率,且細(xì)胞毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對(duì)照組PEI/DNA自組裝納米粒。 伯胺類(lèi)聚2—甘醇胺磷腈(PAEP)/DNA自組裝納米粒在有血清轉(zhuǎn)染介質(zhì)中能有效轉(zhuǎn)染且細(xì)胞毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對(duì)照組PEI/DNA自組裝納米粒。對(duì)PAEP進(jìn)行咪唑丙烯酸的修飾合成得到取代度分別為7%和25%的兩種衍生物,隨著咪唑丙烯酸的取代度的增加,其正電荷量隨之降低,細(xì)胞毒性也相應(yīng)降低,緩沖能力比未取代的PAEP有所增加,細(xì)胞攝取水平有所提高,轉(zhuǎn)染效率也有不同表現(xiàn)。其中咪唑丙烯酸取代度為7%的UA7-PAEP/DNA自組裝納米粒比取代度25%的UA25-PAEP/DNA自組裝納米粒以及未取代的PAEP/DNA自組裝納米粒在Hela細(xì)胞和COS 7細(xì)胞相同轉(zhuǎn)染條件下的轉(zhuǎn)染效率均明顯提高。 PAEP/DNA、UA7-PAEP/DNA和UA25-PAEP/DNA自組裝納米粒在Hela細(xì)胞和COS 7兩種細(xì)胞中的轉(zhuǎn)染效率均受到質(zhì)子泵抑制劑的抑制,說(shuō)明三種納米粒的轉(zhuǎn)染效率均與溶酶體酸化過(guò)程密切相關(guān)。考察了水和pH5.7醋酸鹽緩沖液兩種制備介質(zhì)對(duì)納米粒轉(zhuǎn)染效率的影響后發(fā)現(xiàn),在pH5.7醋酸鹽緩沖液中制備的UA7-PAEP和UA25-PAEP/DNA自組裝納米粒的轉(zhuǎn)染效率比在水中制備的納米粒的轉(zhuǎn)染效率有明顯的提高,尤其是咪唑丙烯酸取代程度較高的UA25-PAE,而對(duì)PAEP/DNA自組裝納米粒的轉(zhuǎn)染效率影響不大,總之,將PAEP聚合物進(jìn)行7%咪唑丙烯酸的取代之后,不僅體外傳染效率最高,而且明顯降低了該聚合物的細(xì)胞毒性。 為了進(jìn)一步提高伯胺類(lèi)聚磷腈PAEP對(duì)肝癌細(xì)胞的主動(dòng)靶向性,本課題合成了5%半乳糖取代的LA-PAEP,在與DNA比例為20:1時(shí)自組裝形成粒徑在130 nm左右的納米粒。該LA-PAEP/DNA納米粒的細(xì)胞毒性比PAEP/DNA納米粒和PEI/DNA納米粒對(duì)照組明顯降低,其在BEL-7402人肝癌細(xì)胞中的攝取以及熒光素酶的表達(dá)都明顯高于Hela細(xì)胞,在BEL-7402人肝癌細(xì)胞中的轉(zhuǎn)染效率也高于PAEP/DNA納米粒。競(jìng)爭(zhēng)性拮抗實(shí)驗(yàn)表明,在游離半乳糖的存在下,LA-PAEP/DNA納米粒在BEL-7402人肝癌細(xì)胞中的轉(zhuǎn)染效率明顯降低,表明該納米粒為受體介導(dǎo)途徑入胞。在體內(nèi)轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)中,LA-PAEP/DNA納米粒在人肝癌細(xì)胞BEL-7402移植瘤小鼠腫瘤組織的表達(dá)高出PAEP/DNA納米粒2倍,PEI/DNA納米粒在腫瘤組織的表達(dá)量最高。以上實(shí)驗(yàn)表明,LA-PAEP/DNA納米粒在體內(nèi)表現(xiàn)出BEL-7402腫瘤組織的靶向性。此結(jié)果與其體外靶向肝癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)染結(jié)果基本一致,說(shuō)明納米粒在體內(nèi)外的轉(zhuǎn)染具有一定的相關(guān)性。 綜上所述,叔胺類(lèi)聚磷腈與伯胺類(lèi)聚磷腈/DNA自組裝納米粒及其分子修飾納米粒均能有效轉(zhuǎn)染報(bào)告基因,細(xì)胞毒性均明顯低于PEI/DNA納米粒對(duì)照組。因此本課題設(shè)計(jì)的陽(yáng)離子聚磷腈衍生物,為發(fā)現(xiàn)高效低毒的基因非病毒載體系統(tǒng)提供了參考依據(jù),為聚磷腈高分子材料在基因遞送系統(tǒng)方面展現(xiàn)了較為廣闊的應(yīng)用前景。
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【學(xué)位授予單位】：復(fù)旦大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類(lèi)號(hào)】：R346;R735.7

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 宋桂霞;聚磷腈衍生物的制備及光電導(dǎo)性能的研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2011年

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本文編號(hào)：2475840