《具有癌靶向功能的柔順型樹枝狀基因載體研究》是依託武漢工程大學，由吳江渝擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：具有癌靶向功能的柔順型樹枝狀基因載體研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：吳江渝
- 依託單位：武漢工程大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
癌症已經成為威脅人類健康的頭號殺手。基因治療作為人類有望攻克癌症的重要治療手段發展迅速。開發安全高效的靶向性基因載體實現非病毒基因治療的主攻方向。聚醯胺胺（PAMAM）樹形分子合成方便、易於修飾，是非病毒基因載體的重要類別。研究表明，結構柔順性是影響樹形分子細胞毒性和轉染效率的重要參數。本項目利用PAMAM樹形分子優良的可修飾性和基因複合能力，設計、合成一系列結構柔順程度不同的PAMAM樹形分子，研究樹形分子的結構對其基因複合、轉染效率、細胞毒性等生物活性的影響，建立構效關係評價。在此基礎上嘗試將PAMAM樹形分子與抗癌胚抗原的單克隆抗體分子結合獲得具有癌靶向功能的樹形分子－抗體化合物，通過體內外實驗研究該化合物作為非病毒載體進行基因轉染的性能，為開發高效低毒型非病毒基因載體系統提供一定的理論和實驗基礎，以期在腫瘤靶向性基因治療領域取得重要突破。
結題摘要
癌症是目前無法完全根治的重症疾病之一。基因治療作為一種新興診療手段，承載著人類治癒癌症的希望。使用安全高效的基因載體系統是開展基因治療的必要條件之一。聚醯胺胺樹形分子大小、形狀和結構可控，具有良好的生物相容性，因而作為載體廣泛用於基因轉染研究。樹形分子的柔順性及表面官能團密度影響其在基因轉染中的載體性能。通過選擇不同的核結構，可以有效控制樹形分子的核單元大小，從而調節分子的柔順性及其表面官能團密度。基於此，我們合成了一系列基於三（2-氨基乙基）胺、二乙醇胺、乙醇胺以及自合成核的聚醯胺胺樹形分子，並對其進行了結構表征。葉酸是人體內不可或缺的一種維生素，也是一種廣泛使用的腫瘤靶向性分子，因此我們開展了樹形分子接枝葉酸以及增溶葉酸的研究。在前一部分工作中，第0代到第4代樹形分子的葉酸接枝率分別為31%、28%、36%、15%及10%。由於存在空間位阻效應，第3、4代樹形分子的接枝率較低。在增溶葉酸的工作中，葉酸的溶解度隨樹形分子的濃度和代數的增加而增大。在鹼性條件下，葉酸的離子化及與氨基的靜電相互作用是其溶解度增大的主要原因，但樹形分子沒有顯示出相對於小分子的結構優勢。在酸性條件下，樹形分子主要通過包覆作用來影響葉酸的溶解，“樹枝狀效應”明顯。我們還以蘇丹紅為模型分子研究了樹形分子對親脂性化合物的增溶能力。與增溶葉酸的情況類似，蘇丹紅分子的溶解度隨樹形分子的代數和濃度增大而增大，且高代樹形分子表現出明顯的結構優勢。增溶機理的理解對於設計高效的載體材料具有重要的意義。另外，我們考察了超支化聚醯胺胺的抑菌活性。結果表明，超支化聚醯胺胺在0-20 mg/mL濃度範圍內毒性較小，在0.05 mg/mL濃度下即可對金黃葡萄球菌完全抑制，濃度為12.5 mg/mL時對大腸桿菌完全抑制。除採用新方法治療外，早期診斷亦是人類預防癌症的重要手段之一。具有癌症細胞識別功能的生物感測器越來越受到研究人員的重視。適配子是本世紀初興起的功能性物質，對靶標分子具有高親合性。將適配子與納米粒子結合，可以實現迅速、便捷的目標分子檢測。基於此，我們構建了以ATP為靶標分子的適配子-二氧化矽複合體系，最佳化條件實現了該體系對ATP分子的特異性檢測。此外，我們提出了一種基於透析的方法使該適配子-二氧化矽體系可以循環使用。這些成果為今後開發基於適配子的可逆生物感測器系統奠定了基礎。
