基因治疗是指通过直接在基因水平上进行操作和介入来干预疾病的发生、发展和进程,从而达到治疗疾病的目的,自问世以来已经对人类重大疾病的治疗产生了深远影响。迄今基因治疗的临床研究进展非常缓慢,关键问题是安全、有效的基因输送载体尚未找到。目前,如何设计新型高效、低毒的基因非病毒载体已成为基因治疗研究领域最为迫切并具挑战性的关键性课题之一。　　 本文利用近几年在生物医药领域中备受关注的“Click”化学合成技术,合成了一类具有不同结构单元的新型阳离子Click聚合物(CP),并对聚合物的多种特性进行了考察,筛选出最具有优势的CP,并初步评价了其在肿瘤多药耐药基因治疗中的潜在应用价值。　　 本文首先设计合成了4种不同的炔基化单体和4种不同的叠氮化单体,利用Click技术合成了16种不同的阳离子CP并对其进行了表征。通过体外细胞毒性、血液相容性、缓冲能力、分子量以及降解特性研究,全面考察了CP的特性,并探讨了聚合物结构对CP特性的影响。　　 为全面了解CP用作基因非病毒载体的结构与功能间的关系,本文从CP的DNA压缩能力、CP/DNA复合物纳米粒(CPNs)的细胞摄取行为以及CPNs的转染效率与聚合物结构关系三个方面进行了构效关系研究。结果表明:聚合物的结构不同,压缩DNA的能力不同,毒性也不同,形成的CPNs细胞摄取行为也有显著差异,并导致转染效率间的差异。　　 采用转染效率最好的聚合物B2,初步考察了聚合物B2/DNA复合物纳米粒(B2Ns)的体内特性。在荷瘤小鼠中,B2Ns因EPR效应增强了在肿瘤组织的分布。体内转染效率研究表明,B2Ns比阳性对照组PEI/DNA复合物纳米粒(PEINs)在肿瘤组织中的转染略有优势。　　 在上述研究基础上,本文进一步对从构效关系研究中筛选出的聚合物B1和B2进行结构优化,在CP中引入二硫键,合成出还原响应性的CP(RCP),构建了RCP/DNA复合物纳米粒(RCPNs),并对其理化特性和体外转染效率进行了评价。实验结果显示,RCP具有还原响应性,在胞内能利用谷胱甘肽降解二硫键的特性,使包裹在RCPNs中的DNA有效释放出来,进一步提高转染效率,降低聚合物毒性。在两种聚合物中,对B1的结构优化可显著提高聚合物的转染效率。　　 最后,本文以MDR-1为靶基因,采用在体外构建能够表达shRNA的质粒(iMDR-1-pDNA),以B1b/iMDR-1-pDNA复合物纳米粒(B1bMNs)为载体转染耐药细胞,分别在细胞水平和动物水平初步探索了该载体在逆转肿瘤多药耐药中的有效性。实验结果表明,B1bMNs能够在一定程度上抑制肿瘤耐药细胞MCF-7/ADR的P-gp表达,增加细胞对ADR的摄取,提高ADR对耐药细胞的杀伤力。体内药效实验结果初步表明,B1bMNs与ADR联合用药,对肿瘤的抑制作用比只使用ADR时的抑瘤效果明显增强。以上实验表明,新型还原响应性Click聚合物用作基因非病毒载体具有高效、低毒的特性,在逆转肿瘤多药耐药基因治疗中具有明显的潜在应用价值。