生物相应的聚阳离子基因输送载体的合理化设计文献综述

文献综述：

不论后天获得性疾病（如：艾滋病或癌症）或者由于基因紊乱而造成的先天性疾病，基因治疗都一直被认为是很有前景的一种治疗方法。然而，核酸药物必须经历一系列生物屏障才能到达目标细胞。因此，成功的基因治疗有赖于有效的基因输送载体。

研究人员主要致力于研究两种主要的基因输送载体：病毒载体和非病毒（合成）载体。尽管目前来看病毒载体更加有效，但是出于对病毒载体安全性的考虑，非病毒载体（通常为阳离子脂质体或聚合物）更加受到研究人员的青睐。人工合成载体主要是阳离子载体和聚合物，他们可以和带负电的核酸形成直径在100nm左右的颗粒。这种聚合物可以防止核酸被核酸酶降解。此外，细胞和局部输送需要解决内化、释放、以及在合适亚细胞结构的分布。在DNA治疗中，DNA必须要进入细胞核。而在RNA干扰过程中，需要将siRNA运送至胞浆中的RNA诱导沉默复合体（RISC）。目前，非病毒载体可以迅速转染体外培养的细胞，但是高效的纳米医学仍然不能应用于临床。所以，如何克服非病毒载体的相关屏障来提高输送效率和治疗效果已成为目前的研究热门领域。而困难是多方面的，主要包括：1、阳离子输送载体与血液组分之间的强烈反应；2、网状内皮组织的摄取；3、毒性；4、细胞的偏好与载体靶向性。

阳离子非病毒载体表面修饰可以减少他们与血浆组分的相互作用、RES摄取、降低毒性，并增加他们与靶细胞的亲和性。结合血浆蛋白（也被称为调理素作用）是RES辨认体内纳米粒的主要机制。吞噬细胞，如肺部的Kupffer细胞，通过清道夫受体辨别受调理素作用的纳米粒。肝、脾和骨髓是纳米粒清除的主要RES器官。聚乙二醇（即PEG）表面修饰是减少静脉注射后非病毒载体和血浆蛋白的结合以及RES系统清除的主要手段。纳米粒具有更强的渗透能力和滞留效应，并且由于其末端PEG化的靶向配体可以结合于靶向细胞表面，因此纳米粒并不会迅速的从体循环中被清除，没有被迅速清除的纳米粒将有机会碰到漏肿瘤血管并蓄积于肿瘤组织中。然而，PEG表面修饰会降低靶细胞的摄取量和生物活性。因此，需要在PEG化组分的末端加上靶向基团；这个配体伸出于PEG防护物以结合于靶细胞表面的受体。当阳离子脂质体作为载体时，中性辅助脂质体可以帮助核酸释放并促进六角相形成，使脂质体可以溶酶体逃逸。同时，人们也研究了中性和阴离子脂质体的核酸体内输送并在动物实验中获得了一定疗效。其他用于核酸输送的方法有：1、设计并合成新的阳离子脂质体和聚合物；2、通过化学方法将核酸与多肽、靶向配体、或者环境敏感的部分相结合；3、应用无机纳米粒（例如：金属纳米粒，氧化铁，磷酸钙，磷酸镁，磷酸锰，双金属氢氧化物，碳纳米管和量子点）。

近年来出现了不同非病毒载体的综合使用并且实现了在单一策略中结合多种非病毒载体的特点。通过吸取各种方法的优点，也许可以解决更多基因有效输送的难题，如：稳定性、毒性、蛋白结合以及核酸的细胞内靶向和释放。

经证实，应用化学生物方法制备多功能载体对于解决有效核酸核内运输是有益的。但对于转染过程中各相的物理化学和生物学特性还不十分了解。Leal最近发表了一种立方相纳米结构的阳离子siRNA-脂质体复合物具有有效的沉默特性和较低的毒性。这一发现强调了在研究阳离子脂质体型基因沉默载体时，理解以膜为媒介的阳离子siRNA-脂质体复合物和细胞成分间的相互影响。更深一步了解纳米颗粒的胞内过程和混合颗粒各部分间的相互作用可使运输系统更加适用于临床应用。除此之外，不同细胞系对于颗粒表面的亲水性具有不一样的选择性。因此，对于细胞和载体间相互作用的研究就显得十分必要。

到目前为止，输送siRNA的试剂主要是用于质粒DNA输送的。DNA和RNA具有不同的物理化学性质，例如：大小，阳离子亲，链的刚度等。质粒DNA需要转运至细胞核内进行表达，而siRNA至于要跨过细胞膜转运至胞浆内的靶标位置。也许最佳的载体与以上两种都不同，需要研究出专门运送siRNA的试剂。如何制备可以体内缓释的细胞靶向载体将成为研究上的挑战。

三、研究方法

查阅文献，进行实验并观察总结。

四、主要实验步骤：