《基於環狀多胺的線型陽離子聚合物基因載體的研究》是依託四川大學，由張驥擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於環狀多胺的線型陽離子聚合物基因載體的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張驥
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基因治療所面臨的主要挑戰是研製安全、靶向、高效、無免疫原性、規模化製造和純化、價廉的基因載體。作為非病毒基因載體，陽離子聚合物已經成為一類重要的研究對象。我們的前期研究發現了一種全新的基於環狀多胺的線型聚合物可以有效緊縮DNA，初步的實驗結果顯示其作為基因載體在體外轉染實驗中可得到高於PEI的轉染效率，且細胞毒性明顯更低。本申請擬對此進行深入研究。由於這類化合物具有高度的結構可修飾性，一方面可以通過母體結構的改造以較為系統地研究其結構－功能的關係；另一方面，針對聚合物在體外基因轉染中可能遇到的阻礙，可引入具有特定功能的基團以克服各種胞內屏障。另外，我們亦希望通過引入親水基團聚乙二醇或其它可降解的負電荷基團，進一步增強其生物兼容性，為體內轉染的實現奠定基礎。通過對上述問題的研究，可望開發出一類新型且易修飾的高效低毒的非病毒基因載體，為直接研究基因治療的過程及其傳輸機制提供有效的信息和手段。
結題摘要
在基金申請書的研究方向指導下，以基於環狀多胺的線型陽離子聚合物為基礎，進行了較為全面和深入的研究。首先，合成了數個系列的基於cyclen的陽離子聚合物，連線基團包括含N原子、含O原子、含可降解酯鍵以及含長鏈疏水基的各類結構，較為系統地研究了其作為非病毒基因載體的構效關係。通過對結構的逐步改造，材料的轉染效率、細胞毒性均得到了相當的改善。在這方面，我們發表了4篇較高水平的SCI論文。第二，首次認識到了除了cyclen，還有一些pKa分布更加合理的環狀多胺，如1,4,7-三氮雜環壬烷（TACN），具有比cyclen更加優良的內涵體pH緩衝能力（“質子海綿效應”），有助於複合物從內涵體中釋放，進而提高轉染效率。對於TACN的研究我們還剛剛開始，發表了1篇有關基於TACN的陽離子脂質體的SCI論文，但這方面應該有較大的發展潛力，我們也準備再這方面繼續申請國家自然科學基金的自助。第三，仍然利用我們製備cyclen聚合物的環氧化物開環聚合的方法，用可降解的橋聯基團連線小分子PEI，得到了比25 kDa PEI轉染效果更好，細胞毒性更低的陽離子聚合物，並以此為基礎引入了長鏈疏水基團考察了所得的脂質體聚合物的轉染效果。在這方面發表了2篇SCI論文。第四，首次發現基於N,N’-二羥乙基乙二胺（BHEDA）的二縮水甘油醚作為橋聯基團與二胺開環聚合形成的陽離子聚合物無論在有無血清中均可給出比PEI更高的轉染效率，且基本無細胞毒性。對於這類橋聯基團，我們已申請相關專利。第五，我們還基於cyclen親水頭部合成了多個系列的小分子兩親性化合物，它們與中性脂質DOPE製備為陽離子脂質體後，可有效轉染DNA，在這方面發表了5篇SCI論文。綜上所述，在本項目資助下，共發表13篇SCI論文，培養碩、博士研究生各2~3名，基本達到了基金申請書預期之研究結果。本項目的研究除了獲得了系列的正面結果，並將指導我們的後續研究外，還發現了一些新的生長點，使相關研究可以得到持續性發展。
