多功能基因递送系统促进内皮细胞增殖

由于自体血管供应不足,人工血管在心血管疾病的临床治疗中发挥着非常重要的作用。人工血管由于表面缺乏活性内皮层,经常面临术后再狭窄等问题,严重限制了其在临床中的应用。人工血管内皮化能够提高其血液相容性并维持其长期通畅率。大量研究表明,多功能基因递送系统可以促进血管内皮细胞增殖,从而实现人工血管快速内皮化。近年来,功能多肽和阳离子聚合物为开发低毒且高效的多功能基因递送系统提供了有效途径。本文详细介绍了目前用于血管内皮细胞基因转染的功能多肽和聚阳离子基因载体,重点阐述了促进内皮细胞增殖的多功能逐级靶向基因递送系统的研究进展,对采用基因转染方式促进人工血管快速内皮化进行了分析和展望。     

PEI基因载体靶向遮蔽体系的制备和表征

将RGD短肽接枝到聚谷氨酸(PGA)上,制备了一种靶向性的基因载体遮蔽材料PGA-RGD.通过凝胶电泳实验及体外转染实验证明得出RGD的引入增加了载体材料与细胞表面受体的特异性作用,在载体表面正电荷得到遮蔽的同时,转染效率还得到了一定程度的增加.同时,对转染了48h的三元复合物进行MTT细胞毒性测试表明,PGA遮蔽的基因载体体系(PGA/PEI/DNA)和PGA-RGD遮蔽的基因载体体系(PGA-RGD/PEI/DNA)的细胞毒性均低于PEI/DNA复合物体系.本文开发的基因载体改性方法不仅可以对复合物颗粒表面的正电荷进行遮蔽,从而降低复合物体系对非目标组织的非特性异作用;同时引入的RGD靶向短肽还可以提高载体的靶向性,这一改性策略对推动阳离子聚合物基因载体在体内的应用具有重要意义.     

基于单克隆抗体G250修饰的肿瘤细胞靶向基因载体研究

用宫颈癌细胞Hela表面高表达G250抗原的单克隆抗体G250修饰非病毒基因载体, 获得肿瘤靶向基因载体. 通过注射G250杂交瘤细胞于小鼠腹腔, 制备富含G250mAb的腹水, 用正辛酸-硫酸铵沉淀法和Protein A Agarose分离纯化, 获得高纯度的G250mAb. 通过二硫键将PEI与G250mAb偶联, 得到修饰的基因载体G250mAb-PEI, 研究其转基因靶向性. 结果表明, G250mAb-PEI对Hela细胞的基因转染具有显著的靶向性, 对Hela细胞的转基因效率是肝癌细胞HepG2(G250阴性)的2倍; 而对正常血管平滑肌细胞(SMC)的基因转染效率比Hela低近20倍, G250mAb修饰与否对SMC没有靶向性; 对3T3细胞的毒性显著低于未修饰的PEI, 表明G250mAb-PEI是一种高效、低毒和具有靶向性的基因载体.     

壳聚糖作基因载体及其改性研究进展

基因载体是基因治疗的关键,病毒性基因载体在临床应用上暴露出一系列安全问题,非病毒性载体的研究成为当务之急。因其来源丰富、价廉、优良的物理化学和生物学特性,壳聚糖是当今最具潜力的非病毒性基因载体。近年来,壳聚糖作基因载体及其改性研究取得了长足的进展。本文重点从壳聚糖/基因复合物的大小、稳定性、靶向性及基因转染效率等方面概述了壳聚糖及其改性衍生物作基因载体的最新研究进展。     

反向基因转染技术的最近研究进展

随着基因治疗研究的深入,基因转染技术得到了长足的发展。在反向基因转染概念被提出来的十余年间,反向基因转染技术也引起了广泛关注。反向基因转染技术是相对于常规转染而言的,即首先通过基质锚定DNA(或RNA),然后将细胞接种于该基质表面,细胞贴附的同时摄取锚定的DNA(或RNA)而实现基因转染,因而也被称为表面介导基因转染、基质介导基因转染、固相基因转染。与传统转染方法相比,其具备以下优势:载体/DNA(或RNA)复合物更加稳定,转染试剂可以更有效地接触细胞而达到更高的转染效率,低的细胞毒性和血清环境中不影响转染效率等。本文主要综述了反向转染技术的最新研究进展及其主要应用领域。     

阳离子聚合物基因转染载体的研究进展

安全有效的基因载体是实现基因治疗的必要条件,由于阳离子聚合物易于合成和改性,无免疫原性,可以方便地与DNA形成紧密的超分子复合物,保护DNA免受核酸酶的降解,并促进其进入细胞,从而成为非病毒基因载体中的一个重要类型;但阳离子聚合物基因载体,对细胞具有电荷相关的毒性,转染效率低于病毒载体,这成为限制其进入临床使用的瓶颈.本文从提高阳离子聚合物作为基因载体时的转染效率及降低其毒性方面综述了阳离子聚合物基因载体的研究进展,归纳了改善阳离子聚合物基因载体转染特性的八种方法,预测了阳离子聚合物基因载体的发展前景.     

基于环糊精构建的基因载体进展

安全有效的基因载体对于基因治疗有着重要的潜在价值。相对于病毒性基因载体,化学合成的载体具有低免疫原性,易于大规模生产和生产成本较低的特性,因而受到越来越多的关注,但是非病毒基因载体在转染效率和选择性方面有一定的限制性,当前的主要研究工作集中在这两方面。基于环糊精构建的基因载体,可以有效地提供基因载体的立体构象和功能性的选择性。作为FDA批准的生物材料,环糊精具有无毒和生物降解性,其不但可以保护基因,避免在体内降解,同时有助于通过细胞膜,进入细胞内达到基因转染的作用。环糊精具有大量可修饰的羟基基团,因此对环糊精修饰不但可以通过主客体作用构建超分子体系,并且可以作为多官能团核形成星状高分子,被广泛应用于制备低毒、可降解、靶向性和高效率的转基因载体。目前,环糊精修饰的非病毒正离子载体转移siRNA,已经成功进行了色素瘤的临床试验,取得了很好的治疗效果,表明了环糊精非病毒载体的巨大应用前景。本文对基于环糊精基因载体的最新研究进展进行了综述,详细介绍了基于环糊精的超分子自组装构建的聚轮烷型、侧链分子识别型的基因载体,以及基于环糊精多羟基构型而构建的星型聚合物基因载体和树枝状基因载体,并对环糊精基因载体的优越性和未来应用做了相应的介绍。     

聚酰胺-胺型树枝状大分子及其衍生物在基因传递中的应用

基因治疗通过基因载体将治病基因导入病患的特异细胞以治疗心血管、神经系统疾病和癌症等。寻找安全高效的非病毒基因载体一直是基因治疗以及生物材料领域中的前沿课题。聚酰胺-胺型(PAMAM)树枝状高分子作为一类三维的、结构高度有序的新型载体,由于具有安全性好、易于修饰、携带外源基因容量大等特点,已经引起了广泛的关注。但是另一方面,合成步骤相对繁琐、后期产物纯化困难以及转染效率相对较低等问题限制了这类载体的进一步发展。本文结合本课题组的研究情况,针对如何提高PAMAM的转染效率以及增强其基因传递的靶向性等相关问题,对近几年在PAMAM树枝状分子修饰改性方面所做的一些有意义的工作进行了综述,并对前景进行了展望。     

DNA与表面活性剂相互作用研究(Ⅱ)--基于构象变化的分子水平研究

综述了DNA在稀溶液中与表面活性剂在分子水平上的相互作用的研究进展。介绍了DNA与表面活性剂的两阶段键合过程以及伴生的DNA由线圈向小球的构象变化及其理论解释。同时阐述了相关的对其微观构象变化的研究方法，如热变性实验、荧光光谱、荧光显微技术、动静态光散射等。对DNA与表面活性剂形成的复合物作为基因转染载体的前景及限制因素作了简要介绍。     

胆固醇修饰的低分子量聚乙烯亚胺接枝化聚[L-天冬酰胺-co-L-赖氨酸]作为基因载体的性能研究

通过将低分子量的聚乙烯亚胺(PEI600)及其胆固醇衍生物与聚(L-天冬酰胺-co-L-赖氨酸)(PSL)进行开环反应, 合成了一类新型的肿瘤靶向基因载体, 研究了这类载体与DNA形成复合物的性质以及介导绿色荧光蛋白质粒pEGFP-C1转染不同细胞的性能. 结果表明, 在复合质量比大于5∶1时, 各载体均能与DNA形成结构稳定的复合物. 同时转染实验结果证明, 通过在侧链引入一定数目的胆固醇, 可以明显提高载体对于癌细胞HepG2和Hela的转染效率. 这类新型的载体具有良好的细胞相容性、较高的转染效率以及易于进行靶向修饰等特点, 在基因治疗研究领域中将具有较好的潜在应用价值.     

基因治疗中高分子载体的发展现状

高分子基因载体输送系统是人类基因治疗研究中的一个重要工具。随着对高分子基因载体输送机制的深入了解,靶向细胞核的病毒型结构高分子载体既具有非病毒载体的结构灵活可控、低毒性、合成简便、费用低廉的优点,又具有病毒载体的高效、靶向细胞核作用强的优点,其将有较大的发展前景。近年来,针对特定的基因输送设计了多种高分子载体。本文介绍了聚乙烯亚胺(PEI)、聚甲基丙烯酸二甲氨乙酯(PDMAEMA)、嵌段共聚物、多聚赖氨酸(PLL)、糖类高分子(β-环糊精、壳聚糖、葡聚糖)等高分子载体的研究进展。     

基于纳米材料的基因载体

基因疗法是治疗基因变异引起的先天性遗传疾病和后天获得性疾病以及癌症的新型有效方法。外源基因在细胞中安全、高效、稳定的表达是基因治疗成功的关键,这与基因治疗所使用的载体系统息息相关。基因载体主要分为病毒载体和非病毒载体两大类:病毒载体的转染效率较高,但副作用较大;非病毒载体作为一种新型的基因传递系统,可以弥补病毒载体的缺陷,尽管其转染效率稍逊于病毒载体,但在基因治疗领域具有不可替代的作用。随着纳米技术的出现和蓬勃发展,基于纳米材料的基因载体研究受到越来越多的关注。纳米基因载体具有如下潜在的优势:它制备相对简单,易于对其进行多功能的修饰;具有良好的生物相容性,一般不会引起强烈的机体免疫反应;粒径普遍很小,容易穿过人体的组织间隙而被细胞吸收,基因转运效率较高;可以较有效保护其所携带外源基因,利于基因更高效地表达。本文主要对基于金属、无机非金属、阳离子聚合物和脂质体纳米材料作为基因载体的研究进展进行综述和展望。     

超声介导微泡基因传递体系的研究

超声波能够在不损害人体正常组织的条件下,有效到达人体组织深处。超声造影剂（微泡）,能够显著提高血液和组织的背向散射强度,广泛应用于心血管疾病的检测中。超声微泡介导基因转染技术是指通过微泡的空化作用,实现超声波能量在靶向组织处的富集和释放,进而促进此处组织细胞对基因药物的内化,达到高效转染的目的。由于具有无创、高效安全的特点,超声微泡介导在基因治疗中具有很大的优势和潜力。利用微泡的超声成像功能实现对病变组织诊断成像,利用靶向组织处的超声实现时间空间可控的目的基因的释放,利用微泡在超声作用下的“声孔效应”,实现基因对多种生物膜的跨膜传递,达到基因药物的可视化传递与高效可控释放的目的。本文主要从超声造影剂的种类、超声微泡介导基因转染的机理、微泡基因传递体系的构建等方面,详细综述了这一领域最新的研究进展,并对超声微泡介导基因转染的发展进行了展望。     

具有NO原位催化能力和内皮细胞特异性粘附的小口径血管支架的制备和表征

人工合成的小口径血管支架亟需攻克抗凝血和快速内皮化两大难题。负载有机硒催化剂聚乙烯亚胺(SePEI)能够催化一氧化氮(NO)的原位生成,从而有效地抑制血栓形成。层粘连蛋白来源多肽Tyr-Ile-Gly-Ser-Arg(YIGSR)具有内皮细胞选择性粘附功能,负载到支架表面能够诱导内皮层的快速形成。本实验采用静电纺丝构建聚己内酯(PCL)支架,通过层层自组装构建Se PEI和透明质酸(HA)的双电层催化NO的生成;最外层的HA接枝有YIGSR多肽促进内皮化。考察和比较了材料修饰前后的物化性能。修饰过程对纤维形貌无明显影响,负载稳定性经过65d仍能保持在99%以上。材料经修饰后力学性能有所提高,能够满足作为血管支架的要求,为下一步细胞培养和体内实验打下基础。     

基于大环合成受体的超分子纳米阀门

在特定外界刺激下, 修饰于介孔纳米材料表面的超分子纳米阀门可以有效地控制所包封物质如药物模型分子、 抗癌药物分子和寡核酸等生物分子的靶向释放, 在药物释放、 基因转染及传感等领域有广泛的应用前景. 本文结合本课题组的工作, 综述了国内外在基于大环合成受体的超分子纳米阀门体系的化学构筑及功能等方面的研究进展.     

单分散磁性纳米粒子靶向药物载体

本文综述了单分散磁性氧化铁纳米粒子的主要制备方法、表面修饰以及在生物医学靶向药物方面的应用研究进展。金属有机前驱体高温热分解法、溶剂热合成法和LSS（liquid-solid-solution）法是目前制备高质量单分散磁性纳米粒子比较有效的手段。通过表面修饰制备出的具有良好水溶性、生物相容性和活性功能基团的磁靶向药物载体将可能实现定位蓄积、高效载药、控制释药和可生物降解等靶向治疗癌症的目的。开发出具有荧光检测、主动靶向识别、高效载药、智能控药释放、无毒副作用和生物相容性于一体的多功能靶向药物载体将是其发展趋势。     

用于基因和药物传递的多肽及聚多肽材料

多肽和聚多肽作为一类新型的生物医用材料,由于其具有良好的生物活性、生物可降解性以及生物相容性而备受瞩目.将具有特殊生理功能的多肽作为基因或药物载体、或用于药物修饰等,可以提高基因转染效率,增强药物的靶向治疗效果,降低药物的毒副作用.本文综述了近年来多肽及聚多肽材料在这些生物医学领域的应用及进展,对部分活性肽的作用机制和...     

壳聚糖及其衍生物基因载体的研究进展

壳聚糖是一种天然的生物可降解性,生物相容性好而且安全无毒的多糖,因而它成为基因治疗载体研究的热点。本文就近年来壳聚糖及其衍生物作为基因载体转染的研究进展和现状作简要的综述,并对转染率的影响因素如壳聚糖的分子量、粒径、脱乙酰度等进行着重介绍。     

植物凝集素在生物医用领域中的应用

对植物凝集素在生物医用功能材料中的应用进行了综述。介绍了植物凝集素的发现历程、分类,详细阐述了植物凝集素在靶向性药物载体、刺激响应性药物载体、靶向及刺激响应性药物载体、生物传感器、医用高分子聚合物材料方面的研究进展。最后对植物凝集素运用于生物功能材料的优势和面临的挑战进行总结,对其进一步的发展方向作出了展望。     

细胞核靶向聚乙烯亚胺-地塞米松偶联物的制备及作为基因载体的应用

采用地塞米松(Dex)和低分子量聚乙烯亚胺(PEI)经酰胺化反应, 合成了一种新型靶向基因载体PEI-Dex偶联物. 研究结果表明, PEI-Dex可结合DNA形成复合物, 在最佳制备条件下(N/P=12), PEI-Dex/DNA复合物粒径为(162±1.90) nm, 电位为(12.8±0.11) mV, 适用于基因转染. PEI-Dex的细胞毒性较低, 可促进复合物的细胞核转运, 从而显著提高转染效率.