病毒载体介导的肿瘤基因治疗在临床应用中面临着靶向性差，体内循环周期短，成本高，生物安全性低等诸多问题。作为非病毒基因载体的重要一员，高分子聚合物基因载体在肿瘤基因治疗过程中不仅生产成本和免疫原性较低，同时还具备通过可调的手段提高基因传输效率、延长循环时间、降低细胞毒性、增加主动和被动肿瘤靶向作用等诸多优势。本论文制备了聚赖氨酸聚乙烯亚胺(PEI-PLL)，并以其作为骨架进行功能性修饰获得了一系列的基因载体。在证明这些改性聚合物具有较好的基因载体性能后，我们向载体系统中引入了几组具有不同抗肿瘤分子机制的抑癌基因，深入评价了这些复合纳米颗粒在乳腺癌和胶质瘤模型中的抑瘤效果和机制。　　本论文的主要研究内容和主要结论如下：　　1)通过聚乙烯亚胺胺基(PEI)为引发剂引发苄氧羰基保护的赖氨酸开环聚合，脱保护后获得PEI-PLL共聚物。PEI-PLL保留了PEI原有的质子缓冲能力，同时由于降低了聚合物与基因物质复合后的表面电位，因此降低了载体的细胞毒性，提升了质粒转染以及寡核苷酸的内吞效率。随后我们证明PEI-PLL可以介导两种沉默基因显著降低乳腺癌细胞中miR-21的表达含量，通过促进细胞凋亡以及阻断细胞周期的机制实现有效的抗肿瘤作用，并且在与两种化疗药物联用过程中展示出一定的协同作用，对后续的化疗药物/miR-21沉默基因共传递载体的设计具有重要借鉴意义。　　2)通过双功能团聚乙二醇对PEI-PLL聚合物进行了靶向多肽修饰，制备了具有血脑屏障(BBB)穿透能力以及胶质瘤靶向双重功能的基因载体PPA。PEI-PLL进行PEG修饰后，可以降低其与DNA复合物的表面电荷，并增强其在血清环境中稳定性，而Angiopep-2的进一步修饰则增加基因载体在高表达LRP1受体的胶质瘤中的内吞和转染效率。PPA作为基因载体在全身给药中还可以实现基因物质的跨BBB传输，选择性的富集在脑部的纹状体和皮层区域。PPA/HSV-TK纳米复合物可以在体内全身给药系统中延长胶质瘤脑部原位模型鼠平均生存时间约10天，在脑部肿瘤组织中造成显著的细胞凋亡和增殖活力减弱的现象，并且在其他主要脏器中并没有造成显著的细胞毒性。　　3)筛选获得了具有高表达MGMT耐药基因以及LRP1受体基因的胶质瘤替莫唑胺耐药细胞，并通过亚硝酸羧化法对替莫唑胺进行了负电性的改造，利用之前制备的PPA聚合物作为基因载体，获得了抗耐药基因和改性替莫唑胺共传递纳米药物，该纳米药物在体外具备药物的缓慢释放，耐药细胞中抗耐药基因的显著下调，替莫唑胺敏感性显著升高等药学特性。在引入瑞加德松作为辅助打开血脑屏障药物后，该共传递纳米药物在体外BBB模型中的抗肿瘤作用也显著升高。　　本论文针对目前非病毒聚合物基因载体遇到的一些困境，从聚合物载体本身以及所携带治疗基因两个不同方向提供了一些解决方案，希望能够为今后设计并制备更高效的基因传输系统和纳米药物提供参考和新的思路。