基因治疗作为一种新型的疾病治疗手段,具有广阔的发展前景。然而缺乏安全、高效的基因载体仍是目前限制基因治疗发展的主要问题之一。病毒型载体虽具有较高的基因递送效率,但由于免疫原性、制备困难等局限性限制了其广泛应用。因此,非病毒基因载体被认为是促进基因治疗发展的希望所在。聚乙烯亚胺（PEI）是非病毒载体的杰出代表,具有较强的基因携带能力和优良的“质子海绵”效应。然而,PEI过量正电荷引起强烈细胞毒性,使其应用受到限制。针对这一问题,现有的策略主要以降低其过量正电荷为主,其中包括本课题采用的两种策略:（1）以中性分子接枝策略降低毒性;（2）以屏蔽策略降低毒性。单宁酸（TA）具有树枝状的分子结构,并含有许多高活性的酚羟基,可以方便地对其进行修饰。另外,TA具有良好的生物粘附性,并且可通过络合作用与多种金属离子交联。根据以上两种思路,本课题尝试构建并初步评价了基于TA和PEI的基因递送系统,具体内容如下:1.通过接枝策略降低PEI的正电性。利用氯乙酸作为桥联分子,制备了三种不同分子量PEI接枝于TA（PTA）。对PTAs进行表征,证明PTAs的成功合成。在体外研究结果表明,PTA2k和PTA30k在N/P为2时可以完全凝聚DNA,PTA600在N/P为50时才能完全凝集DNA。PTAs可以保护DNA不被核酸酶水解,并对DNA有较高的包封效率。生物相容性实验表明,与PEIs相比,PTAs无明显的细胞毒性,并且PTA30k促进细胞增殖作用明显。PTAs可有效进入细胞,且转染效率高于PEIs。与PTA600和PTA2k相比,PTA30k具有最高的转染效率。在N/P为3时,PTA30k转染效率最高,为24.13%,远远高于PEI30k转染效率。结果表明,聚合物PTAs特别是PTA30k有望发展为一种安全、有效的非病毒基因载体。2.通过屏蔽策略降低PEI/DNA复合物的正电性。首先利用TA羟基和PEI氨基的氢键作用,制得TA/PEI/DNA复合物。然后利用TA与金属离子(Mⁿ⁺)的络合作用,进一步压缩复合物体积,制备Mⁿ⁺（TA/PEI/DNA）纳米粒子。与PEI30k/DNA相比,PEI70k/DNA作为屏蔽对象,制备TA/PEI70k/DNA复合物和Mⁿ⁺（TA/PEI70k/DNA）纳米粒子具有更高的转染效率,且质量比为0.0125/1/60/80时,K⁺（TA/PEI70k/DNA）具有最高的转染效率67%。与PEI70k/DNA复合物和TA/PEI70k/DNA复合物相比,K⁺（TA/PEI70k/DNA）纳米粒子表现出更小的粒径、更强的稳定性和更低的细胞毒性,且对DNA的结合和释放能力未受影响。此外,Mⁿ⁺（TA/PEI/DNA）均可被细胞有效摄入,特别是K⁺（TA/PEI70k/DNA）拥有更高的摄入效率。综上所述,基于TA屏蔽和K⁺络合的K⁺（TA/PEI70k/DNA）纳米粒子有望成为基因递送的理想平台。