發(fā)布時間：2018-07-13 19:57

【摘要】：臨床上所要求的成功基因載體不僅要有高的轉(zhuǎn)染效率還要具有低的毒性。本課題主要以PGMA為骨架構(gòu)建低毒高效的基因載體。具體實驗內(nèi)容如下： 1,利用乙醇胺(EA)與線性聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)進(jìn)行開環(huán)反應(yīng),得到具有仲胺和非離子親水性基團(tuán)的陽離子聚合物PGEA。通過一系列的轉(zhuǎn)染和毒性試驗表明,PGEA在不同的細(xì)胞系中都表現(xiàn)出很高的細(xì)胞轉(zhuǎn)染效率(高于25KD的聚乙烯亞胺(PEI)或與之相當(dāng))以及很低的細(xì)胞毒性(小于25KDPEI的10%)。 2,利用不同的胺類化合物對PGMA進(jìn)行功能化(包括1-氨基-2-丙醇(AP1)功能化的PGAP1;3-氨基-2-丙醇(AP2)功能化的PGAP2；乙醇胺(EA)功能化的PGEA;乙醇胺/N,N-二甲基乙二胺(EA/DED)共同功能化的PGEADED;DED功能化的PGDED;季胺化的DED(QDED)功能化的QPGDED,比較它們作為基因載體的性能。與EA相比,AP1含有一個多余的甲基,而AP2含有一個多余的亞甲基,這使它們具有大致相同的縮合DNA能力,并能提高轉(zhuǎn)染效率,從結(jié)果上看,PGAP1的轉(zhuǎn)染效率是所有材料中最高的。DED含有叔胺基團(tuán),可以被進(jìn)一步季胺化以增加表面正電荷,進(jìn)而增強(qiáng)縮合DNA的能力,與PGDED目比,QPGDED的毒性沒有明顯增加,但DED以及季胺化的QDED會嚴(yán)重影響材料的緩沖能力,導(dǎo)致轉(zhuǎn)染效率降低。本研究的主要目的是更好的構(gòu)建PGMA系列的基因載體,使其具有優(yōu)異的生物及物理性能。 3,進(jìn)一步提高PGMA衍生物載體的可降解性和轉(zhuǎn)染效率將有利于構(gòu)建更好的基因傳遞體系。梳型陽離子聚合物作為非病毒基因載體已經(jīng)受到關(guān)注和重視。我們利用ATRP和開環(huán)反應(yīng)制備了具有可降解性的具有高分子量梳狀的PGMA衍生物即(c-PGEA)載體。通過一系列的表征,結(jié)果證明梳狀c-PGEA載體具有良好的絡(luò)合DNA的能力、低細(xì)胞毒性和良好的緩沖能力。更重要的是,c-PGEA載體能提高基因的轉(zhuǎn)染效率,并且它們具有降解性有利于PGEA最終從人體中排除。此外,c-PGEA的PGEA側(cè)鏈還可以與一些聚(乙二醇)乙醚甲基丙烯酸酯(PEGEEMA)系列共聚以進(jìn)一步提高基因轉(zhuǎn)染效率。以上的結(jié)果都表明了PGEA系列作為陽離子基因載體已超過了金標(biāo)PEI。因此,以PGMA為骨架的陽離子基因載體具有低的毒性、高的轉(zhuǎn)染效率和可降解性會促進(jìn)高效的基因載體體系的發(fā)展。有希望在未來的基因療法中成為安全有效的基因載體。
[Abstract]:The successful gene vectors need not only high transfection efficiency but also low toxicity. In this study, PGMA was used as skeleton to construct low toxicity and high efficiency gene vector. The experimental contents are as follows: 1. The cationic polymer PGEAwith secondary amines and non-ionic hydrophilic groups was obtained by ring opening reaction of ethanolamine (EA) with linear polyglycidyl methacrylate (PGMA). A series of transfection and toxicity tests showed that PGEA showed high transfection efficiency (higher than or equivalent to PEI) and low cytotoxicity (less than 10% of 25KD PEI) in different cell lines. (2) PGMA was functionalized by different amines (including PGAP1, 3-amino-2-propanol (AP2) functionalized PGAP2; Ethanolamine (EA) functionalized PGEAA, ethanolamine / NN- dimethylethylenediamine (EA-DED) co-functionalized PGEADED functionalized PGDED, quaternary amine-DED (QDED) functionalized QPGDED, and their performance as gene vectors were compared. Compared with EA, AP1 contains an excess methyl and AP2 contains an excess methylene, which makes them have roughly the same condensation ability of DNA and can improve transfection efficiency. The results showed that the transfection efficiency of PGAP1 was the highest in all the materials, and it could be further quaternary amination to increase the surface positive charge and then enhance the ability of condensation DNA. Compared with PGDED, the toxicity of QPGDED was not significantly increased. But DED and quaternary amination QDED will seriously affect the buffer ability of the material, resulting in a decrease in transfection efficiency. The main purpose of this study is to construct the PGMA gene vector. 3. Further improving the degradability and transfection efficiency of PGMA derivative vector will be beneficial to the construction of a better gene transfer system. Comb-type cationic polymer as a non-viral gene vector has been paid attention to. Using ATRP and ring-opening reaction, the degradable PGMA derivative (c-PGEA) with high molecular weight comb shape was prepared. Through a series of characterization, it was proved that the comb c-PGEA carrier had good ability of complexing DNA, low cytotoxicity and good buffer ability. More importantly, c-PGEA vectors can improve the efficiency of gene transfection, and their degradability is conducive to the eventual exclusion of PGEA from human body. In addition, the PGEA side chain of c-PGEA can be copolymerized with some poly (ethylene glycol) ether methacrylate (PEGEEMA) series to further improve the efficiency of gene transfection. The above results indicate that the PGEA series as a cationic gene vector has exceeded the gold standard PEI. Therefore, the cationic gene vector based on PGMA has low toxicity, and high transfection efficiency and degradability will promote the development of efficient gene vector system. It is expected to become a safe and effective gene vector in gene therapy in the future.
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：R318.08

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2120570