基于树枝状聚合物构建的核酸载体研究进展

安全有效的基因载体对于基因治疗有着重要的应用价值.相对于病毒性基因载体,非病毒基因载体具有低免疫原性、易于大规模生产和成本较低的特性,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.综述了基于树枝状聚合物构建的基因载体的研究进展,包括:(i)树枝状及其衍生材料;(ii)与超分子母体材料,如环糊精、葫芦脲结合的的树枝状聚合物基因载体;(iii)与无机材料结合的树枝状聚合物载体,如金纳米粒子、氧化铁纳米粒子以及石墨烯等结合的树枝状聚合物构建的基因载体;(iv)功能响应性的树枝状聚合物载体,如p H响应型、二硫键响应型、氧化还原型以及氟代化树枝状基因载体.     

环糊精超分子聚合物在药物/基因递送载体领域的研究进展

超分子聚合物通常以非共价键作为构筑驱动力,其结构具有动态可逆的特点,在新型响应性聚合物材料中具有突出优势。环糊精可通过主客体识别作用与客体分子如二茂铁、偶氮苯、金刚烷、苯环等形成包合,以此构筑的超分子组装体展现出丰富的自组装-解组装特性、刺激响应性、较低的细胞毒性和较好的生物相容性,有望在药物/基因载体领域得到应用。本文从环糊精超分子聚合物的生物医用出发,着重对近年来环糊精超分子聚合物载体在药物控制释放、基因转染以及药物/基因共递送三方面的研究进展进行了总结和评述,并在此基础上展望了环糊精超分子聚合物的研究方向和发展趋势。     

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。     

超分子环糊精两亲分子

本文综述了“超分子环糊精两亲分子”的最新研究进展。超分子环糊精两亲分子主要包括疏水性修饰的环糊精衍生物(第一类)、环糊精衍生物与两亲分子的包合物(第二类)和环糊精衍生物与疏水性客体分子的包合物(第三类)。针对超分子环糊精两亲分子及其自组装体系的研究不但丰富了由诺贝尔化学奖得主Lehn等所提出的超分子化学的内涵,实现了多学科的交叉,而且在生物模拟、智能材料以及可控的、具有疗效的药物输运与缓释等领域具有潜在的应用前景。     

主客体组装构建环糊精修饰基因微载体的研究

合成了二茂铁接枝聚乙烯亚胺( PEI-Fc),利用二茂铁与β-环糊精的主客体嵌套作用制备了环糊精修饰聚乙烯亚胺,核磁测定结果显示,每条PEI-Fc链上通过主客体作用嵌套的CD平均为26个.这种基于弱相互作用力的β-环糊精修饰聚乙烯亚胺能有效诱导DNA分子的缔合,在N/P值达到3以上时,可形成表面为正电荷、粒径为150 ～ 250 nm的球形粒子.在含10％胎牛血清的DMEM体外细胞培养基中,由于培养基中的蛋白质能够在粒子表面发生静电吸附,PEI-Fc/CD/DNA基因微载体显示出良好的稳定性.HEK293细胞培养结果显示,以表达绿色荧光蛋白的质粒pEGFP为模型,以N/P值为10的PEI/DNA组装体作为对照,N/P值为3、5和10的PEI-Fc/CD/DNA组装体的转染效率均达到对照组的2～3倍,这种基于主客体组装构建的环糊精修饰基因微载体显著提高了基因转染效率.     

生物医用类环糊精/聚合物(准)聚轮烷

环糊精及其衍生物具有“内疏水、外亲水”的特殊分子结构,可与许多客体分子包结形成包合物。利用环糊精与聚合物的包结作用构建稳定、结构可控并具有广泛应用前景的生物医用材料是材料及医学界研究的焦点之一。本文介绍了环糊精基(准)聚轮烷的概念及其组装驱动力,同时围绕由环糊精和聚合物组装形成的(准)聚轮烷在生物医用方面的研究包括药物载体(如超分子凝胶、超分子胶束、超分子纳米囊泡、药物键合(准)聚轮烷、刺激响应型(准)聚轮烷等)、基因载体、多重识别与靶向、形状记忆材料及其它相关领域工作进展作一概述。     

pH敏感基因载体的研究现状

基因治疗正成为遗传病、癌症等疾病的有效治疗方法. 基因治疗实现的最大挑战是开发安全有效的基因运载载体以将目的基因从血液运送到细胞质或细胞核. 目前, 常用的基因治疗载体有病毒载体和非病毒载体. 非病毒载体由于安全性好, 易于合成, 易于修饰而得到了更为广泛的研究. 其中pH敏感载体作为功能性非病毒载体, 不仅安全性高, 而且有更好的体内基因转染效率, 为非病毒性载体在临床上的应用开辟了广阔的前景. 本文主要从pH敏感脂质和pH敏感聚合物两方面对pH敏感基因载体进行简要综述, 介绍了该两类载体的构建方法及其对基因的运载机制.     

环糊精超分子水凝胶*

本文综述了近年来基于环糊精包合作用的超分子水凝胶的研究进展,主要包括：环糊精与线性、星型、接枝、超支化聚合物包合形成的多聚(准)轮烷自组装制备超分子物理凝胶及功能化多聚(准)轮烷经交联反应制备超分子化学凝胶;环糊精、环糊精二聚体及其水溶性聚合物与带疏水性侧基的聚合物经“锁-钥匙”包合作用形成超分子物理凝胶;及其在药物、基因释放载体与组织工程支架中的应用。着重介绍了剪切、温度、pH值、光等刺激-响应性超分子水凝胶的设计与制备。     

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.     

基于环糊精主客体包合作用构筑的聚合物

在由超分子作用构筑聚合物的研究中,环糊精因能与多种客体分子形成超分子包合物而被广泛应用。本文根据超分子构筑单元的不同,综述了两类基于环糊精主客体包合作用的聚合物:(1)通过具有环糊精及客体基团的大分子间的包合构筑的非共价键嵌段聚合物,包括不同拓扑结构聚合物的制备及其功能化;(2)通过客体基团修饰环糊精的相互包合构筑的超分子聚合物,主要涉及高聚合度超分子聚合物的制备及其研究进展。     

环糊精相关的超分子自组装最新进展

对基于环糊精的超分子自组装的最新研究进展作了综述.详细介绍了环糊精为轮、高分子为轴的聚轮烷的制备及其修饰的方法,同时还介绍了无高分子参与的环糊精的超分子自组装高分子化合物的制备.并且对这些超分子在智能材料、生物医药和聚合催化等方面的应用进行了介绍.     

超分子体系中的分子识别研究(一)──氨基酸修饰β-环糊精对客体分子TNS的包结配位研究

近年来 ,环糊精作为一类重要的分子受体 (主体 )选择性结合底物 (客体 )形成超分子配合物已经成为化学和生物化学等领域的研究热点之一 .在β-环糊精分子中引入特定的官能团 ,可以扩展对客体分子的识别能力 .因此 ,许多工作都致力于环糊精的化学修饰研究 [1～ 3] .我们曾报道的由亲电或亲核试剂修饰后的β-环糊精 ,不仅改变了主体原有的分子键合能力 ,而且扩展了主体对一些模型底物的分子识别能力 [4 ,5] .有关氨基酸修饰β-环糊精的报道尚不多见 .最近 ,我们应用紫外和圆二色谱等手段研究了色氨酸修饰的β-环糊精对客体分子的配位包结作用 …     

基于环糊精包合作用的大分子网络研究进展

环糊精与客体分子的“锁一钥匙”包合作用,是一种纯粹的分子间非共价键作用力,利用这一超分子作用力可以构筑大分子网络体系。基于环糊精分子的包合选择性、可调控性等优势,该缔合体系在过去十多年里备受人们关注,已成为大分子组装研究的热点。本文对这种基于环糊精包合作用的分子间包结缔合型大分子网络的最新进展进行了综述,主要包括：（1...     

多酸-环糊精超分子体系的研究进展

综合评述了近些年来基于环糊精的多金属氧簇超分子体系的代表性工作, 以参与构建的多酸-环糊精超分子复合物中不同多酸的结构类型为分类依据进行了相应的归纳概述. 希望本文可以引起读者对于多金属氧簇-环糊精超分子体系的研究兴趣, 并为研究者提供一些新的思路和启发.     

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。     

靶向性载体/基因复合物促进内皮细胞增殖

由于人工血管的表面缺乏活性内皮层,特别是小口径人工血管经常面临着长期通畅率低和再狭窄等难题,从而限制了其在临床上的应用。研究表明,通过基因复合物对内皮细胞转染可以在支架表面快速获得新生内皮层。近年来,基于靶向多肽修饰的基因载体为提高转染效率和降低载体毒性提供了有效的途径。本文详细介绍了目前用于基因转染的各种目的基因和基因载体,并以聚阳离子基因载体为基础,重点阐述了促进内皮细胞增殖的靶向性基因载体的研究进展,结合当前小口径人工血管研究进展,对采用基因转染方式实现其快速内皮化进行了分析和展望。     

环糊精超分子组装体的研究进展

环糊精是由若干个D-吡喃葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键连接而成的环状低聚糖,具有一个亲水性的外表面和一个疏水性的空腔。利用主客体相互作用,环糊精及其衍生物能够选择性地与大小匹配的疏水性客体分子形成各种超分子包合物。本文概述了环糊精的结构与性质,并介绍了近年来国内外以环糊精为基础的纳米粒子、水凝胶等超分子组装体的设计原理、作用机制、刺激响应及应用特点,并对环糊精超分子组装体的前景进行了展望。     

功能化修饰的超支化聚缩水甘油醚在药物载体领域的应用

随着纳米医学的发展,具有控制释放药物和生物活性分子、靶向刺激响应生理环境的聚合物纳米载体成为该领域活跃而具潜力的研究方向。超支化聚缩水甘油醚因其特定的三维结构、良好的亲水性、生物相容性和可修饰性而引起生物材料界的广泛关注。而经功能化修饰的超支化聚缩水甘油醚还可自组装成胶束、囊泡等药物载体或共价偶联成大分子前药。本文从超支化聚缩水甘油醚的疏水两亲修饰、环境敏感性功能化和超分子组装体改性三方面综述了功能化修饰的超支化聚缩水甘油醚在药物载体领域的研究进展。并系统归纳了超支化聚缩水甘油醚两亲功能化、环境敏感功能化的分子设计策略。另外,对基于环糊精主客体作用的超支化超分子聚缩水甘油醚共聚物的组装行为进行了简述。     

基于修饰的β-环糊精的超分子体系研究及应用进展

β-环糊精是一类环状的、由7个D-吡喃葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键连接而成的低聚糖,具有"内疏水、外亲水"的刚性锥形空腔结构。近年来,基于β-环糊精的超分子体系的制备及应用取得前所未有的显著进展。本文主要综述了β-环糊精衍生物、低聚物以及多聚物在合成方面的新进展,介绍了基于β-环糊精的分子组装,以及以β-环糊精及其修饰物为超分子主体的超分子体系在药物运输、基因传递、催化反应、污染治理等方面的最新应用。目前,对β-环糊精基本性质及应用的研究已日趋成熟,但仍存在许多实际性的问题需要解决。随着研究的进一步深入,有望实现β-环糊精在各领域的大规模、深层次应用。     

基于环糊精的靶向药物传递系统

癌症等恶性增殖疾病的靶向治疗有赖于靶向药物传递系统（targeted drug delivery system,TDDS）的开发。环糊精具有低毒、易修饰等优良性质,并可通过与药物分子形成包合物而提高药物的溶解性、稳定性、安全性和生物利用度等,因而具有成为优秀药物载体的潜力。环糊精不仅可以以其本身或修饰环糊精的形式充当载体,还可通过聚轮烷、阳离子聚合物或纳米粒等形式构建有效的药物载体。肿瘤或人体某些病变部位的细胞表面存在过度表达的生物受体如叶酸受体、去唾液酸糖蛋白受体、透明质酸受体、转铁蛋白受体和整合素受体等,可以与其相应的配体产生特异性识别。用适当的化学方法将配体分子如叶酸、单糖或寡糖、透明质酸、转铁蛋白及RGD肽等键接在基于环糊精的载体上,可形成具有靶向性质的药物载体,进而与药物分子一起构筑靶向药物传递系统。这种药物传递系统不仅针对于化学治疗药物,在核酸传递中也得到了丰富的应用。本文综述了基于环糊精的靶向药物传递系统的靶向机理及最新研究进展,并对其发展前景作了展望。