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本文致力于设计和制备基于聚乙烯亚胺(PEI)的低毒性,高转染效率的新型基因载体,以期将促进内皮细胞增殖的ZNF580基因质粒递送到EA.hy926内皮细胞内,通过基因转染和表达,实现促进血管内皮细胞(ECs)的增殖和迁移的目的。1.将低分子量聚乙烯亚胺(PEI,Mw=1800)和聚乙二醇单甲醚(mPEG)分别接枝到可生物降解的聚乳酸-co-羟基乙酸(PLGA)上,得到嵌段共聚物甲氧基聚乙二醇-b-(聚乳酸-co-羟基乙酸)(mPEG-b-PLGA)和PEI-b-PLGA-b-PEI。经过上述两种嵌段共聚物的自组装,制备出以PLGA为疏水核,以mPEG和PEI为混合壳层的复合胶束,并负载了能促ECs增殖的DNA质粒pEGFP-ZNF580(绿色荧光蛋白融合质粒pEGFP-ZNF580)。通过改变壳层mPEG和PEI的比例可以较容易的降低胶束的细胞毒性或提高胶束/质粒DNA(pDNA)复合物的转染效率。利用动态光散射(DLS)研究了复合胶束体外的降解过程;DLS结果表明复合胶束和胶束/pDNA复合物的粒径和zeta电位均适合于细胞内吞;(3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐)比色法(MTT)细胞毒性实验表明当复合胶束中mPEG-b-PLGA/PEI-b-PLGA-b-PEI比例为3/1时,复合胶束表现出低的细胞毒性;细胞增殖实验表明,该复合胶束/pDNA复合物能够促进内皮细胞的增殖。2.为了平衡胶束基因载体的细胞毒性和转染效率,以实现基因载体较高的转染效率,同时降低载体的细胞毒性,制备了两种两亲性嵌段共聚物甲氧基聚乙二醇-b-聚(乳酸-3(S)-甲基-吗啉-2,5-二酮)(mPEG-b-PLMD)和聚乙烯亚胺-b-聚(乳酸-3(S)-甲基-吗啉-2,5-二酮)-b-聚乙烯亚胺(PEI-b-PLMD-b-PEI),通过这两种共聚物在水溶液中的自组装,制备出一系列以PLMD为内核,mPEG和PEI链段为壳层的复合胶束。采用这种复合胶束做为基因载体,负载了能促ECs增殖的DNA质粒pEGFP-ZNF580。胶束及胶束/pDNA复合物的流体力学直径(Dh)和zeta电位的测定结果表明,该基因载体的粒径和zeta电位都适合于细胞内吞和细胞转染;胶束/pDNA复合物的MTT实验和转染实验结果表明,通过调节复合胶束壳层中mPEG/PEI比例可以方便的调控基因载体的细胞毒性和细胞的转染效率;Western blot分析结果表明该基因载体可以促进转染细胞内ZNF580蛋白的表达,而且随着复合胶束壳层中PEI链段比例的增加,转染细胞内ZNF580蛋白的表达水平是逐渐升高的;此外,划痕实验证明了经由胶束/pDNA复合物转染的EA.hy926细胞的迁移能力也得到了增强。因此,这种复合胶束作为基因载体成功的负载了pEGFP-ZNF580质粒并转染EA.hy926细胞,通过细胞内ZNF580基因的成功表达,细胞的增殖和迁移能力明显增强,这将加速内皮化过程。这种基因载体系统制备策略可以通过简单调节复合胶束壳层中mPEG/PEI的比例,便捷的调控基因载体的细胞毒性和细胞转染效率。3.为了实现基因载体高效进入ECs,以提高基因载体对ECs的转染效率,将内皮细胞选择性多肽引入嵌段共聚物胶束体系,制备了一种靶向性基因载体。合成了一种两亲性星型嵌段共聚物,(PLMD-b-PEI)6,然后通过马来酰亚胺-聚乙二醇-N-羟基丁二酰亚胺(MAL-PEG-NHS)将能特异性吸附内皮细胞的活性多肽CREDVW连接到共聚物上,得到(PLMD-b-PEI-b-PEG-CREDVW)6。通过该嵌段共聚物在水溶液中的自组装得到以疏水的PLMD为核,聚阳离子PEI为壳,高亲水性的PEG链段为冠的核-壳-冠型胶束,该胶束的最外层连接了能特异性吸附内皮细胞的活性多肽CREDVW。本章用该胶束作为靶向基因载体,负载了能促进ECs增殖的pEGFP-ZNF580质粒。MTT实验结果表明,该基因载体具有较低细胞毒性,并且靶向性多肽的引入可以进一步降低基因载体的细胞毒性;体外转染实验和Western blot分析证明了这种基因载体可以压缩包裹pEGFP-ZNF580,并携带该基因质粒进入内皮细胞,使ZNF580基因在细胞内成功的转染并表达,细胞内ZNF580蛋白水平也随之提高;划痕实验表明,经这种靶向性基因载体转染的EA.hy926细胞的迁移能力也同时增强,24 h后,两种连接靶向多肽的胶束/pDNA复合物转染的细胞的迁移面积分别达到76.2%(PEI/PEG=1/1)和78.5%(PEI/PEG=1/2)。4.制备了两亲性嵌段共聚物PEI-b-PLMD-b-PEI,通过该嵌段共聚物在水溶液中的自组装形成了以疏水的PLMD为内核,阳离子聚合物PEI为壳的胶束。通过联二硫基双(琥珀酰亚胺丙酸盐)(DSP)将低分子量PEI(Mw=600)交联在胶束的壳层上,连接成较高分子量的PEI壳层,可以促进ECs增殖的质粒pEGFP-ZNF580通过和PEI的静电作用被压缩包裹到胶束的壳层。这种通过交联剂将低分子量PEI连接成较大分子量PEI可以提高基因载体的转染效率,同时这种载体具有较低的细胞毒性,随着材料浓度的增加,PEI/DSP=2/1胶束/pDNA复合物的相对细胞活力,从78.3%降低到59.8%;PEI/DSP=1/1胶束/pDNA复合物的相对细胞活力从83.6%降低到60.9%。该基因载体成功的负载了pEGFP-ZNF580质粒并转染EA.hy926细胞,通过细胞内ZNF580基因的成功表达,细胞的迁移能力明显增强,可以加速内皮化过程。