恶性肿瘤是当今严重威胁人类健康的三大疾病之一，而传统的手术切除、化疗、放疗三大治疗方法由于缺乏靶向性，在治疗肿瘤的同时对机体的正常器官组织产生严重的的毒副作用，并且，晚期转移率高，预后多不良，其疗效难以进一步提高。在肿瘤的靶向治疗领域，基因治疗研究正日益受到科学家的普遍关注和重视。肿瘤基因治疗（tumor gene therapy）是肿瘤治疗研究中的一项突破，它是伴随着基因操作和DNA重组技术的成熟而发展起来的治疗手段，首先将外源性基因（基因片段、pDNA、RNA等）导入靶细胞，通过修正、补偿、替代或者抑制肿瘤细胞中异常表达的基因，从而达到治疗的目的，也是目前肿瘤治疗研究中的热点。肿瘤的基因治疗面临的首要技术问题是选择一个靶向、安全、高效的载体，能够将带强负电性的基因导入到靶细胞。传统的物理导入技术有显微注射法、电穿孔法等，虽然转染效率比较高，但是对技术和设备要求很高，而且只能在皮肤、肌肉等有限的组织中应用，对靶细胞也有一定的损害，无法在体内进行。病毒载体（逆转录病毒载体、腺病毒载体及腺病毒相关的病毒载体等）虽然转染效率较高，但是存在明显的非靶向性、高免疫原性等缺陷，而且病毒载体的安全性问题一直备受争议。虽然以阳离子脂质体（liposome）为代表的非病毒载体克服了病毒载体安全性等问题，但是其血清稳定性差、载体体系组成复杂，结构尺寸分布宽，导致其转染效率偏低，虽然透过添加各种辅助成分（胆固醇、乳化剂和分散剂等）可以提高转染效率，但是大量的辅剂的引进降低了其临床应用价值。所以，设计制备结构简单、体内外稳定、转染效率高、特异靶向性的新型非病毒纳米载体是基因治疗的关键。在本研究中，我们用温度敏感性的高分子材料——N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）修饰阳离子高分子——聚乙烯亚胺（PEI，25KD），二者形成两亲性的共聚物。该共聚物能够随着体积相变温度（VPTT）约32℃，进行自组装，形成具有核-壳结构的温敏性的PNIPAM/PEI纳米凝胶。随后，我们通过透射电子显微镜（TEM）证实该纳米凝胶为粒径较窄（约300nm）、结构明确的的核-壳结构。该纳米凝胶复合体明显比PEI表面电位低，下降到约20mV，而在293T细胞中的实验证明该纳米凝胶的材料毒性较PEI明显降低。由于PNIPAM/PEI纳米凝胶复合体的大小均一（约300nm）、结构稳定，以及较弱的表面电位（约2mV），其在含有血清的条件下，转染效率提高了约2倍。当温度接近肿瘤病灶部位温度时，温度T大于VPTT时，转染效率提高了2倍。我们用小动物活体成像仪（Caliper Life Sciences，Hokpinton，MA）来检测我们制备出的这种稳定、均一的纳米凝胶复合体通过尾静脉注射方式在荷瘤裸鼠体内24小时的富集情况。最后用我们制备出的温敏的、在血清中具有较高稳定性的PNIPAM/PEI纳米凝胶复合体包裹、转染蓖麻毒素A （RA）蛋白的表达质粒pRA-EGFP。我们发现，制备的纳米凝胶复合体可以将pRA-EGFP质粒成功转染到靶细胞，并且由于纳米凝胶复合体具有在血清中高稳定性，细胞靶向性以及增强细胞内质子缓冲能力等特性，经该纳米凝胶复合体包裹pRA-EGFP质粒处理后的荷瘤裸鼠乳腺肿瘤生长受到明显抑制，其中通过尾静脉注射方式给药的肿瘤体积相对于对照减少了2.3倍，而通过瘤内给药组的肿瘤体积相对于对照组减少了5倍。我们的研究结果表明我们制备出的低毒、温敏性的具有核-壳结构的PNIPAM/PEI阳离子纳米凝胶复合体能够成为高效的基因治疗载体。本论文针对肿瘤临床治疗的问题，围绕肿瘤微环境的特点，通过高分子设计及智能纳米载体的制备，体内外的系统研究和比较，我们发现：基于智能纳米凝胶的基因释放系统能够更加有效的抑制肿瘤，我们希望本课题的工作能够对临床抗肿瘤基因治疗提供有益的参考。