多功能基因载体在提高内皮细胞转染及功能性方面的研究

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基因治疗的不断发展为日益严重的心血管疾病带来了新的治疗策略。研究表明,血管内皮细胞(ECs)在这类疾病的治疗中发挥着重要的作用,如何有效地提高血管ECs的迁移、增殖及血管化能力,成为治疗的关键。因此,本文致力于设计、制备及优化多功能基因递送系统,以期通过将治疗基因高效递送至ECs细胞核,使得治疗基因高效表达,从而促进ECs的快速迁移和增殖,提高其血管化能力,最终达到快速内皮化及血管化的目的。1、制备了不同疏水链段的两亲性聚合物:甲氧基聚乙二醇-聚乙丙交酯-聚乙烯亚胺(m PEG-PLGA-PEI)和甲氧基聚乙二醇-聚(丙交酯-co-3(S)-甲基-吗啉-2,5-二酮))-聚乙烯亚胺(m PEG-PLMD-PEI),在水相中自组装成胶束,用于p EGFP-ZNF580(p ZNF580)质粒在ECs中的递送。为了赋予其对ECs靶向功能,采用靶向多肽REDV和CAG对基因载体进行表面修饰,结果说明靶向多肽的修饰能够降低载体的毒性,大大提高基因的递送效果。为了提高基因载体的生物相容性、延长其在体内的循环时间,采用红细胞(RBC)膜对基因复合物进行表面修饰,得到一种仿生基因递送系统。这种仿生基因递送系统具有很强的免疫规避能力、大大延长的体内循环时间及很高的ECs转染效率,且其能够有效的提高ECs的迁移能力,在体内应用方面具有很大的发展潜力。2、设计得到了一系列基于穿膜肽(CPPs)的基因载体。为了克服CPPs非特异性的缺点,同时赋予载体核转运的能力,将ECs靶向多肽REDV和NLS多肽序列整合到CPPs—TAT中,得到了三者的串联肽REDV-Gm-TAT-Gm-NLS(m=0、1和4)。结果说明靶向多肽载体具有很好的生物相容性和高效基因递送效果,能够有效地提高ECs增殖、迁移及体内外血管化能力。为了提高其内涵体逃逸能力,制备了POSS-(PEG-NLS-G-TAT-G-REDV)8星形聚合物,负载p ZNF580质粒,形成了表面带负电的二元复合物。采用富含组氨酸(H)的多功能肽REDV-TAT-NLS-H12(TP-H12)包裹在二元复合物表面,形成三元复合物。与二元复合物相比,三元复合物具备很低的细胞毒性、高的细胞摄取、内涵体逃逸及核累积效果,能够达到更高的基因转染效果。综述所述,REDV、CAG靶向多肽修饰,RBC膜的仿生修饰,多功能CPPs、NLS、REDV多肽和组氨酸的整合及高生物相容性POSS的引入在降低基因递送系统的毒性、赋予其稳定性、生物相容性、靶向性、穿膜、内涵体逃逸及进核能力方面获得了很大的进步,为安全高效基因载体的设计提供了新的方法,为基因递送系统体内应用奠定了基础,在血管类疾病治疗方面有着很大的发展潜力。
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