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研究背景:纳米技术相关的基因传递是纳米医学的一个分支,涉及到靶基因传递的纳米载体的合成、表征和功能化。与病毒载体相比,纳米载体因具有免疫原性小、毒性低、高效负载等特点,在基因治疗方面发挥越来越重要的作用。近年来,癌症成为危害社会健康的最大问题之一,肿瘤基因治疗研究发现,microRNA在调节癌症发生发展途径中起到重要作用而适合作为癌症基因治疗的靶标。microRNA-145(miR-145)在多种肿瘤细胞中表达量降低并参与调控肿瘤细胞的功能,包括调节细胞增殖、分化、凋亡、侵袭和转移。肺癌是全世界最常见的癌症,也是全世界男性和女性癌症死亡的主要原因,有研究发现,在肺癌细胞中,miR-145的表达量低于正常组织,并且与肿瘤的发生发展相关联。因此,通过提高细胞内miR-145基因的表达含量来研究肺癌细胞的肿瘤特性,为肺癌的分子治疗探究新的潜在靶点。研究目的:该研究通过酶促聚合反应偶联原子转移自由基聚合反应合成一种毒性较小、转染效率较高的新型基因递送载体,即共聚酯PMSC-PPDL-co-PDMAEMA。通过该载体将miR-145转染到人肺癌细胞系H1299中,探讨1.共聚酯PMSC-PPDL-co-PDMAEMA对比聚乙烯亚胺(PEI25K)对肿瘤细胞的毒性及携带基因的转染效率;2.探究调控miR-145表达对非小细胞肺癌细胞H1299生长、增殖、迁移、侵袭和凋亡的影响及其机制。方法1.基因载体 PMSC-PPDL-co-PDMAEMA 的合成通过脂肪酶催化ω-十五内酯、癸二酸二乙酯、N-甲基二乙醇胺发生开环和缩聚反应生成共聚酯,溴代异丁酸封端反应生成聚酯材料PMSC-PPDL-Br,该聚酯材料可刺激甲基丙烯酸缩水甘油酯发生原子转移自由基聚合反应,最后在乙醇胺作用下生成PMSC-PPDL-co-PDMAEMA。2.应用 PMSC-PPDL-co-PDMAEMA 递送 miR-145 的细胞研究以 PEI25K 载体为阳性对照,使用 CCK8 试剂盒检测PMSC-PPDL-co-PDMAEMA对H1299细胞的毒性;选用不同浓度的基因载体与miR-145的模拟物形成复合体,将复合体转染细胞48小时后,使用实时荧光定量PCR检测其转染效率;加入CCK8检测基因转染后细胞的增殖状况;通过划痕实验和细胞迁移侵袭试验技术(Transwell)分析miR-145对H1299细胞迁移和侵袭能力的影响;使用流式细胞术检测miR-145基因对细胞凋亡的影响;应用蛋白质印迹分析探究转染该基因可对抗肿瘤细胞特性的机制。结果:我们通过酶催化法成功合成了共聚酯PMSC-PPDL-co-PDMAEMA,不同浓度的共聚酯毒性均低于PEI25K对照组;选用共聚酯与miR-145mimics基因质量比为20:1的浓度组装聚合物转染H1299细胞,其转染效率高于PEI25K组;共聚酯与基因形成复合物转染细胞后,细胞的增殖、侵袭和迁移能力均低于对照组(P<0.05);miR-145转染细胞72小时,细胞内miR-145的表达量与PDK1蛋白含量呈负相关。结论:1.该研究通过酶催化的绿色合成方法成功制备了一种低毒高效的新型共聚酯基因载体 PMSC-PPDL-co-PDMAEMA。2.共聚酯递送miR-145转染H1299细胞可能通过调节PDK1调控的信号通路抑制H1299细胞的增殖、迁移和侵袭,诱导肿瘤细胞凋亡。