本课题拟将生物相容性良好、具有质子海绵功能的低分子量壳聚糖以聚异丙基丙烯酰胺修饰形成温度敏感的壳聚糖-接枝-异丙基丙烯酰胺共聚物,再以蜂毒肽修饰,赋予共聚物载体具有肝癌细胞核靶向性。探究温度变化诱发的载体相转变与基因表达可控性的规律;将蜂毒肽修饰的温敏性共聚物载体用于靶向介导p53基因治疗肝癌的研究中,初步建立动物模型,探索抑癌效果。课题不仅对刺激敏感高分子载体介导的转基因机制的深入研究具有理论意义,并且可期望开发核靶向、温度敏感的非病毒载体,初步建立的动物模型可为将来临床治疗肝癌肿瘤提供依据。
阳离子载体能够有效的缩合DNA,促进细胞的内在化和保护DNA不被酶解。但是紧密的压缩阻止了基因从载体中解离,因此影响了基因表达。本课题研究了壳聚糖/DNA复合物的物理化学性质,认为壳聚糖与DNA的强烈相互可能是限制其转染率低的关键因素。为此,构建了温敏壳聚糖-接枝-异丙基丙烯酰胺/月桂酸乙烯酯共聚物(PNVLCS)载体,研究了PNVLCS/DNA复合物的温度敏感行为:高温链锻塌陷使DNA屏蔽,低温链段松散使DNA外露。利用此特性可调控基因与载体的结合与解离,由此提高PNVLCS载体的转染效率。将具有跨细胞膜功能的聚精氨酸与聚异丙基丙烯酰胺偶联形成温敏聚异丙基丙烯酰胺-聚精氨酸生物缀合物载体。聚异丙基丙烯酰胺的引入极大降低了聚精氨酸的细胞毒性,选择变温培养途径显著提高了载体的转染率,接近Lipofectamine水平。首次利用DNA碱基对与客体分子形成氢键特性,设计了氢键型聚乙烯基二氨三嗪载体,此新颖载体可有效复合DNA,成功转染COS-1细胞,且载体具有良好的耐血清性。将壳聚糖用于介导IGF-I基因转染治疗兔膝关节软骨损伤中,术后8周后显示壳聚糖用于体内介导基因治疗软骨损伤的可行性。