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近年来,基于可生物降解的大分子多聚体的药物/基因递送系统的研究已成为生物材料领域的研究热点之一。壳寡糖(又称寡聚氨基葡糖,壳低聚糖,甲壳低聚糖,甲壳胺寡糖。oligochitosan, chitosanoligosaccharide,chitooligosaccharide,chitosan oligomers, COS)是由壳聚糖降解得到的低聚糖。作为一种天然的可生物降解的聚合物,壳寡糖来源丰富,理化性质相对稳定,具有多种生物学活性和良好的生物相容性,是较为理想的基因递送载体。基于此,本论文分别从以下两个方面开展了壳寡糖作为基因递送载体的实验研究：(1)壳寡糖纳米载体肿瘤细胞内递送靶向表皮生长因子受体的脱氧核酶的研究。脱氧核酶(deoxyribozyme, DNAzyme, DZ, DRz)作为一种新型的靶基因沉默手段,其最主要的问题之一是如何有效的进入靶细胞。因此,寻找一种相容性好,在生物体内能够稳定递送基因的材料在基因治疗中具有广泛的应用价值和意义。本部分以表皮生长因子受体(Epidermal Growth Factor Receptor, EGFR)为研究靶点,设计了靶向EGFR mRNA的脱氧核酶(EGFR DRz),以壳寡糖(COS)为材料,利用静电吸附作用合成COS-EGFR DRz,使用zeta电位粒度分析仪对其粒径和分布进行了表征和分析。进一步研究COS介导的靶向EGFR的脱氧核酶在Hela细胞内的生物学效应。激光共聚焦显微镜结果显示经COS递送的EGFR DRz成功地进入了细胞,在细胞质和细胞核均有分布。流式结果表明COS-EGFR DRz复合体转染效率为88.7%,与脂质体转染试剂的90.7%相比无显著差异。半定量RT-PCR结果显示,经壳寡糖纳米载体递送的EGFR DRz能有效地靶向切割Hela细胞内的EGFR mRNA,使其表达下降。进一步的流式分析显示细胞被阻滞在GO-G1期,并且出现凋亡现象,其中COS组的凋亡率为19.3%,大于对照组脂质体的凋亡率13.0%。研究表明,COS较脂质体有相似的转染效率和更低的毒性,是一种潜在的、有效的脱氧核酶递送载体。(2)壳寡糖纳米载体介导质粒DNA转化植物悬浮细胞的研究本部分以壳寡糖为材料,超声波为手段,拟南芥悬浮培养细胞和水稻愈伤组织悬浮培养细胞为作用对象,建立了一个快速有效的转化体系。利用静电吸附合成了COS-质粒DNA复合物,利用zeta电位粒度分析数据,从粒径和结合率两方面确定了COS合成的最优浓度为0.2mg/ml。根据培养72h后的观察结果,得到优化以后的超声波转化强度为180w,超声时间为15s。荧光显微镜结果显示COS-质粒DNA复合物能够顺利进入细胞并表达出质粒携带的GFP荧光蛋白。结果显示,壳寡糖-质粒DNA颗粒在超声波转化过程中有效的转入了拟南芥和水稻悬浮细胞,壳寡糖能保护DNA不被细胞内的核酶所降解,有望为遗传转化提供新的简便有效的技术支持。