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基因治疗主要包括DNA介导基因表达和RNA干扰介导基因沉默,建立有效的传递DNA和RNA到靶细胞的基因载体系统就是现今基因治疗的关键。用高分子材料负载基因或基因／载体复合物可对其进行控制释放、将基因传递到特定组织,这种技术又称为“局部基因传递”或“基质介导转染”可以克服基因传递的细胞外屏障,实现基因的可控持续释放,减小毒性,从而提高基因转染的效率。在第一章中,综述了基质介导基因传递系统的研究现状。介绍了用于基质介导基因传递系统的非病毒载体,实现靶向基因治疗的各种途径,用于基质介导基因传递系统的高分子基质,以及负载载体/DNA的基质介导传递系统的研究进展。在第二章中,用快速降解的胆酸功能化星型聚(DL-丙交酯)(CA-PDLLA)和嵌段共聚物聚L-乳酸-聚乙二醇-聚L-乳酸(PLLA-PEG-PLLA)制备了高分子多孔膜,以此膜作为基质负载磷酸钙/DNA共沉淀,介导质粒pGL3-Luc和pEGFP-C1在HEK293T细胞中的表达。同时考察了水溶性高分子α,β-聚(2-羟乙基)-L-天冬酰胺(PHEA)在膜介导局部基因传递中对转染效果的影响,结果表明负载PHEA包裹的磷酸钙/DNA共沉淀的多孔膜成功介导HEK293T细胞的转染。在细胞转染过程中,多孔膜快速的降解能够迅速释放磷酸钙/DNA共沉淀以介导基因转染。负载磷酸钙/DNA共沉淀的多孔膜在局部基因传递中显示了很好的前景。第三章中,利用一种“超声分散法”制备了包封磷酸钙/DNA共沉淀微球,制备过程中,先将磷酸钙/DNA共沉淀包封于主要由快速降解的CA-PDLLA组成高分子膜中,再将膜浸于乙醇中超声,即得微球。研究了包封磷酸钙/DNA共沉淀的微球介导的体外转染,并测量了微球中DNA的释放。结果表明,微球能成功地介导pGL3-Luc在HEK293T细胞中的表达。第四章中,成功构建了psiRNA,其在细胞核内的转录产物是shRNA,shRNA能沉默与之序列同源的mRNA的表达。用快速降解的CA-PDLLA和嵌段共聚物PLLA-PEG-PLLA制备了高分子多孔膜,以此膜作为基质负载水溶性高分子PHEA保护的Lipofectamine 2000/shRNA复合物,研究了其体外局部基因传递性能。结果表明其能成功地沉默Hela-Luc细胞中荧光素酶的表达。与未加入PHEA的负载Lipofectamine 2000/shRNA复合物的多孔膜相比,负载PHEA包封的Lipofectamine 2000/shRNA复合物的多孔膜能对荧光素酶的表达起到更好的沉默效果,说明PHEA能有效为保持shRNA的活性,在膜介导shRNA的转染中能显著提高沉默水平。在第五章中,通过自组装制备了PAMAM/shRNA/Heparin和PAMAM/shRNA/Heparin-Biotin两类复合物,研究了其在Hela-Luc细胞中介导基因沉默。由于Heparin和Heparin-Biotin的负电荷能屏蔽PAMAM/shRNA复合物上的多余正电荷,提高细胞存活率,因此与PAMAM/shRNA复合物相比,PAMAM/shRNA/Heparin和PAMAM/shRNA/Heparin-Biotin两类复合物都能提高shRNA的表达。而PAMAM/shRNA/Heparin-Biotin复合物中的Biotin配体能特异性的介导对特定靶细胞的内吞,因此Heparin-Biotin的加入能进一步增强PAMAM/shRNA/Heparin-Biotin复合物在靶细胞中的基因沉默效果。