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聚乙烯亚胺(polyethylenimine PEI)广泛用于造纸和废水处理行业，它有线性和分枝状二种形式，每种有较宽的分子量范围(600Da-1.6×103kDa)。1995年以来，人们开始研究其在基因转染方面的应用。目前线性的PEI已经被开发成商品化的基因转染试(JetPEI)，实验证明，PEI是非常有希望的基因治疗载体。分枝状的较大分子量的PEI基因转染效率较高，但往往细胞毒性也较大，小分子的PEI毒性很小或没有毒性，但一般也没有基因转染能力，因此在设计基因载体时，PEI可做为核心组成成分，对PEI进行修饰与改性使之降低毒性提高转染效率是非常有意义的。我们以几种分枝状的小分子PEI(M＜2000Da)为原料与各种含有生理条件下可降解化学键的交联剂进行交联，合成了一系列在体内具有潜在生物降解性能的交联PEI，评价它们浓缩DNA的能力及细胞毒性等性能，并研究它们对B16F10细胞的转染效率，筛选出其中的具有高转染性能和低毒性的可降解PEI，评价了它们做为体外基因传递载体和进行RNA干扰抑制体内肿瘤生长的性能。
首先以分枝状PEI800和PEI1800为原料与1，3-丁二醇双丙烯酸酯、1，4-丁二醇双丙烯酸酯和乙二醇双甲基丙烯酸酯交联合成了一系列可降解的PEI，研究它们的基因转染性能，筛选出四个对B16F10细胞有较高转染效率的聚合物。这些聚合物介导GFP(绿色荧光蛋白)对B16F10细胞转染表达，经流式细胞仪分析其阳性细胞率均达到60％以上，而且细胞的存活率在80％以上。然后选择其中细胞毒性小且对DNA的浓缩能力大的聚合物进行体内实验，用该聚合物介导GFP分别转染C57小鼠的肌肉部位和B16F10肿瘤部位，一定时间后取出转染部位制作冰冻切片，在荧光显微镜下观察，发现转染效率与体外结果一致，肌肉和肿瘤部位均有很高的转染，而且GFP的表达能维持一定的时间，因此可以采用该聚合物进行体内的基因治疗和RNA干扰实验。最后选择粘着斑激酶(Focaladhesion kinase，FAK)做为反义基因治疗的靶位，构建了FAK siRNA干扰质粒，采用上述的交联PEI进行转染，在体外细胞水平上用RT—PCR技术分析了细胞的FAKmRNA的转录抑制率为71％，Western Blotting分析了FAK蛋白表达的抑制率为91％，利用Transwell Cell Culture Sytstem观察B16F10肿瘤细胞迁移，FAKsiRNA质粒抑制迁移率为82％。在此基础上以B16F10为肿瘤模型，我们观察了FAK siRNA对肿瘤生长的抑制作用，结果发现无关质粒对照组的肿瘤生长趋势与对照组无差别，FAK干扰组肿瘤生长缓慢于对照组，治疗后第20天肿瘤体积为对照组的61％，抑瘤率达到39％。综合各个实验结果，采用小分子PEI交联方法，适当选择交联剂可以非常方便地合成出高效低毒的DNA转染载体，该方法适合进行高通量地筛选基因传递的载体。本研究获得的四个高效低毒基因转染载体聚合物可以安全有效地用于体内和体外基因转染工作，应该对它们进行进一步的深入研究。