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基因治疗是一种将外源性治疗基因导入宿主细胞并产生特定蛋白从而治疗疾病的方法。基因治疗治疗先天性基因疾病、癌症等重大疾病上有很大的突破与发展空间,而其发展的关键是设计和制备兼具安全性与高效性的基因载体。基因载体分为病毒性载体和非病毒载体两大类。与传统的病毒载体相比,阳离子聚合物因为低免疫原性、易于制备等优势成为了基因载体研究的重要方向,但其性能还亟待提高。本课题“基于POSS核的响应性基因载体”是在低毒性笼形倍半硅氧烷(POSS)的星形结构设计和两种响应性基团上建立的。星形阳离子聚合物能够有效地降低电荷密度,为设计和制备安全低毒的基因载体提供了可能性；响应性基因载体在受到细胞内外的刺激时能够发生分子结构的转变,达到提高基因转染效率的目的。结合两者可实现安全高效基因载体的构建。首先基于POSS核构建了还原响应性的基因载体。基于POSS核的笼形结构,引入还原响应性的二硫键制备出POSS为核的星形生物可还原的ATRP引发剂,应用原子转移自由基聚合(ATRP)方法聚合甲基丙烯酸二甲氨乙酯(DMAEMA)得到一系列相对分子量不同的还原响应性基因载体(POSS-(SS-PDMAEMA)8),同时制备对照样(POSS-(PDMAEMA)8)。POSS一(SS-PDMAEMA)8结构规整,分子量分布窄且具有良好的生物相容性和生物可还原性。POSS-(SS-PDMAEMA)8能够络合DNA形成紧实的纳米复合物,复合物为100-200nm,表面电势为20-30mV的纳米粒子。细胞毒性实验和体外转染实验说明POSS-(SS-PDMAEMA)8的臂长影响其细胞毒性和转染效率。还原响应性的星形基因载体,比PEI和POSS-(PDMAEMA)8的毒性更低,且转染能力更高。然后基于POSS核构建了pH响应性的基因载体。基于POSS的笼形结构,制备了星形大分子ATRP引发剂,引发甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的聚合得到星形结构的聚合物(POSS-PGMA8),然后应用缩酮分子KDA和环氧丙醇对POSS-PGMA8改性得到具有pH响应性的基因载体(POSS-PGKA8),于此同时设置对照组(POSS-PGBA8和POSS-PGEA8)。POSS-PGKA8能够高效络合DNA,形成紧实的纳米复合物。相比PEI和POSS-PGBA8、POSS-PGEA8I而言,POSS-PGKA8具有优异的生物相容件。此载体有望在内涵体环境中降解成为低聚物,从而实现提高转染效率的目标。