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高分子纳米材料作为药物/基因协同靶向给药系统是肿瘤治疗中是一种新的药物输送方式。通过引入功能基团提高高分子纳米材料的组织和细胞的靶向性,有效控制药物的释放,提高药物的生物利用度、增加安全性和治疗效果是肿瘤治疗的有效方法之一。阳离子聚合物由于其表面的正电荷,能有效与细胞膜相互作用,并且由于其表面易于修饰,可以携带基因／药物特异性在细胞和组织中高效表达而受到极大的专注。本论文用p-环糊精(p-CyD)偶联低分子量的聚乙烯亚胺(PEI600)制备了阳离子聚合物PEI-CyD (PC),探讨了阳离子聚合物携带基因进入细胞的途径及在细胞核转运的机制,考察了靶向短肽修饰的阳离子聚合物携载microRNA在胰腺肿瘤治疗中的疗效,评估了阳离子聚合物PC在化疗药物与小干扰RNA协同输送及减毒沙门氏菌介导的肿瘤免疫治疗中的积极作用。本论文研究的主要内容及结论如下：第一部分阳离子聚合物PC与质粒DNA形成的纳米颗粒通过表面的正电荷与细胞膜表面带负电的聚糖蛋白相互作用,在细胞膜表面集中,通过能量依赖的细胞吞噬途径进入细胞。PC携载基因进入细胞的途径主要是Clathrin-和Caveolae-依赖的细胞途径,两种途径形成的吞噬体汇聚到溶酶体中,由于PEI具有“质子海绵效应”导致溶酶体破裂,释放出质粒DNA。利用溶酶体抑制剂氯喹作用于溶酶体,发现溶酶体逃逸并不是影响PC基因转染的主要原因,细胞核转运是PC介导的基因转染的限制因素。通过共价和混合方式在聚阳离子材料PC上引入细胞核定位肽NLS,能有效提高分裂期和非分裂期细胞的基因转染效率。第二部分在聚阳离子材料PC上引入具有肿瘤细胞靶向和组织渗透性的短肽,与功能性1nicro-34a形成靶向纳米颗粒,并研究了其体内外生物学性质及功能。CC9修饰的多功能纳米载体材料在体内外均表现出良好的肿瘤靶向功能,其携带miR-34a能有效提高PANC-1细胞和肿瘤组织中miR-34a的表达水平,并显著地抑制细胞周期和细胞迁移,诱导细胞凋亡。其改变细胞功能的分子机制主要是影响了PANC-1细胞中与细胞周期和细胞凋亡相关基因表达,如E2F3,Cyclin-D1,Bcl-2和C-Myc。体内实验结果表明,靶向多功能纳米载体材料携niR-34a能明显抑制胰腺肿瘤模型的生长并诱导肿瘤细胞的凋亡。第三部分将PC作为主体,金刚烷偶合紫杉醇(Ada-PTX)作为客体,主客体自组装形成超分子聚合物,协同运载化疗药物紫杉醇和survivin shRNA。超分子纳米聚合物理化性质表明PC/Ada-PTX能有效结合DNA,形成粒径在200nm左右的球形结构,表面正电荷有利于与细胞膜表面相互作用。体外细胞实验表明PC/Ada-PTX/shRNA能携带药物和siRNA同时进入SKOV-3细胞中,并有效抑制survivin和Bcl-2基因的表达,诱导肿瘤细胞凋亡。体内卵巢癌治疗结果显示协同运输紫杉醇和shRNA相对于单独使用紫杉醇或者shRNA对肿瘤治疗具有明显的增敏效果。第四部分探讨阳离子复合物PC/pDNA包被减毒沙门氏菌,形成一种新型的肿瘤免疫治疗的口服疫苗的可能性,研究了其在体外免疫细胞中的吞噬及转运途径并对体内小鼠免疫原性进行评价。低剂量的阳离子聚合物包被减毒沙门氏菌对细胞活力影响较小,阳离子聚合物／沙门氏菌为2.5μg/1×106作为体外细胞学及体内的用量。阳离子聚合物包被的减毒沙门氏菌在免疫细胞小鼠单核巨噬细胞RAw264.7和小鼠腹腔巨噬细胞中的能够通过多种途径进入溶酶体,并从溶酶体中逃逸,提高外源蛋白的表达。体内实验结果显示,与单独的减毒沙门氏菌和阳离子复合物相比,复合物包被的减毒沙门氏菌能提高小鼠脾脏中CD3CD8细胞的数量,并降低对小鼠小肠的毒性。