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基因治疗被认为是未来的疾病治疗的重要手段之一,然而基因治疗需要高效的基因运输载体将所需的基因运输到目的位点。基因载体主要分为病毒类和非病毒类。病毒类的基因载体其安全性不足而且难以大规模工业生产,非病毒类基因载体虽然安全,易大规模生产,但是转染效率较差,因此构建高效、安全的基因转染载体尤为重要。本文以聚酰胺胺(poly-amidoamine,PAMAM)树形高分子为基础,将其表面进行不同的氨基酸功能化修饰,探讨不同氨基酸修饰的PAMAM树形高分子基因转染效率。我们合成了由精氨酸、赖氨酸、组氨酸、苯丙氨酸修饰的第五代聚酰胺胺树形高分子(generation5,G5PAMAM),通过核磁共振技术进行了表征,根据连接数量,产物分别标记为G5-Arg64、G5-Arg110、G5-His40、G5-His113、G5-Phe71、 G5-Phe99、G5-Lys130。在N/P为2时G5-Arg64、G5-Arg110、G5-His40、G5-His113、 G5-Phe71可以完全复合质粒DNA,形成稳定的复合物；在N/P为4时G5-Phe99、G5-Lys130可以完全复合质粒DNA,形成稳定的复合物。在HeLa和293T细胞上对所合成材料转染Luciferase、EGFP两种报告基因转染效率进行比较,结果表明,G5-Arg110转染Luciferase质粒的效率高于G5-Arg64,并且G5-Arg64和G5-Arg110这两种材料相对于G5PAMAM的转染效率提高了约十倍,明显促进Luciferase在HeLa、293T细胞上的转染；G5-Lys130的转染效率与G5PAMAM相当；G5-His40、G5-His113、G5-Phe71和G5-Phe99均显著低于G5PAMAM的转染效率。转染EGFP质粒时,在HeLa、293T两种细胞上,我们发现类似的结果,精氨酸修饰能显著提高G5PAMAM的转染效率,而其它几种氨基酸修饰改善效果不明显。接着我们用MTT法比较了四种氨基酸修饰的G5PAMAM在HeLa、293T两种细胞上的毒性,结果表明,G5PAMAM口经过氨基酸修饰后的G5PAMAM在最佳N/P时,对HeLa、293T这两种细胞均无明显毒性,细胞存活率均在90%以上,细胞状态良好。在这个基础上我们又做了单独材料对细胞的毒副作用实验,结果表明,G5-His40、G5-His113、G5-Arg64、G5-Arg110、G5-Lys130对细胞的毒副作用相比于G5PAMAM降低,G5-Phe71、G5-Phe99对细胞的毒副作用相比于G5PAMAM加大。综上所述,利用精氨酸修饰后的G5PAMAM的基因转染效率更高,而且可以使树形高分子的细胞毒性下降：利用赖氨酸修饰后的G5PAMAM可以使树形高分子的细胞毒性下降,但是基因转染效率没有得到明显提高；利用组氨酸修饰后G5PAMAM可以显著降低树形高分子对细胞的毒性,但是基因转染效率明显下降；利用苯丙氨酸修饰后的G5PAMAM不仅显著提高树形高分子对细胞的毒性,而且基因转染效率明显下降。