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心肌缺血再灌注(ischemia reperftusion,IR)常常发生于临床心血管手术及心梗的治疗过程中,可导致不可逆的组织损伤。在IR损伤过程中,促炎因子持续上调引起过度的炎症反应,会加重组织细胞损伤。与此同时,心肌细胞有限的增殖分化能力限制了心脏组织的再生修复,进一步促使细胞凋亡、胶原沉积,最终阻碍心脏的修复。目前临床上通常使用小分子抑制剂进行IR损伤的治疗,但潜在的副作用以及高昂的治疗成本大大限制了其在临床治疗中的应用。基因治疗,特别是RNA干扰技术(RNAi),具有特异性强、治疗效率高等特点,被广泛应用于多种疾病的治疗。通过递送siRNA下调炎症因子的表达,可以抑制损伤后过激的炎症反应,亦或抑制心肌细胞凋亡,促进细胞再生修复,重塑心脏组织处失衡的微环境。这两种方法均可阻遏心脏由急性心肌梗塞发展为心脏衰竭的过程,从而达到治疗IR损伤的目的。基因治疗的关键在于高效、低毒的基因递送载体的构建。以细胞穿膜肽为基础的α螺旋阳离子聚多肽具有较强的穿膜活性,可介导高效的跨膜基因药物递送,从而促进基因转染,达到治疗疾病的目的。此外,体内稳定性是阳离子载体用于基因递送的另一挑战,通过细胞膜包被技术将阳离子载体表面的正电荷进行一定的屏蔽,可以提高该体系的血清稳定性,从而更好地进行体内应用。综合以上理解,我们在第一章对缺血再灌注损伤、基因治疗、基因递送屏障、非病毒基因递送载体和细胞膜包被技术的现状和相关工作进行了概述。在第二章中,我们构建了一类不同芳香基团和胍基共修饰的α螺旋阳离子聚多肽(侧链引入85 mol%的胍基以及15 mol%的苯、联苯、萘、蒽、芘),从中选出最优材料——苯环修饰的聚多肽(P-Ben)用以递送RAGE siRNA(siRAGE),抑制IR损伤后过激的炎症反应,治疗IR损伤。芳香基团和胍基修饰的P-Ben可高效包载siRNA形成稳定均一的纳米复合物(～160nm),促进细胞摄取,有效逃避内含体/溶酶体,在胞内释放RAGE siRNA,实现对靶基因的沉默作用。在缺氧诱导的H9C2细胞中,P-Ben/siRAGE复合物对RAGE mRNA的抑制作用可达72%。在大鼠心脏IR损伤模型中,心肌内注射的P-Ben/siRAGE复合物(150μg siRNA/kg)对损伤组织中RAGE mRNA的沉默作用可达84%,降低促炎因子如肿瘤坏死因子α(tumornecrosis factor-α,TNF-α)和白介素 6(interleukin-6,IL-6)的表达水平,抑制炎症反应。P-Ben/siRAGE给药组大鼠的心肌梗死面积减小至7%,心肌组织纤维化程度减轻至12%,组织坏死情况明显改善,心肌细胞凋亡率大幅降低至13%,心脏功能基本恢复。为提高这一材料的体内应用,我们在第三章对其进行了功能化修饰,构建了一种酸响应型电荷反转材料介导的、可脱混合细胞膜伪装的纳米体系(BSPC@HM),递送SalvadorsiRNA(siSav1)用于心肌缺血再灌注损伤的治疗。该体系外层包被的血小板-巨噬细胞混合膜(HM)使其具有体内长循环、损伤部位靶向的功能;酸响应型电荷反转材料——乌头酸酐修饰的线性聚赖氨酸(PC),使其在炎症部位的微酸环境下实现电荷反转,促使外层混合膜脱落,暴露出聚多肽/siSav1(BS)内核,促进siRNA的细胞摄取,进而实现高效的基因沉默,通过抑制Hippo信号通路促使心肌细胞再生,治疗IR损伤。混合细胞膜包裹的纳米复合物BSPC@HM具有良好的血清稳定性,在缺氧诱导的H9C2细胞中可以抑制～90%的Sav1 mRNA的表达。在大鼠心脏IR损伤模型中,尾静脉注射的BSPC@HM复合物(150μg siRNA/kg)具有良好的损伤部位靶向性,显著降低组织内靶基因的表达(沉默效率～67%),通过抑制Hippo信号通路,促进心肌细胞再生,细胞凋亡率降至16%,心肌组织纤维化面积缩小至15%,心脏梗死面积减至16%,心脏功能逐渐恢复。