缺乏安全有效的基因载体是现阶段限制基因治疗取得成功的主要障碍。虽然病毒类载体能够有效地将治疗性基因传递至细胞内,但其临床应用时具有相当大的安全和免疫隐患。阳离子聚合物由于其各种潜在的优点,如不存在免疫反应、巨大的DNA担载能力、能够大规模灵活设计,日益成为基因治疗中更加安全可靠的选择。这其中,聚乙烯亚胺(PEI)被广泛认为是最有效的载体材料之一,因为它具有很强的DNA结合能力和独特的能实现内涵体逃逸的“质子海绵”作用。高分子量PEI(如25 kDa,PEI25k)由于聚合物分子骨架不可降解和正电荷密度过高而产生了很大的细胞毒性,致使其应用受限。最近基于低分子量寡聚乙烯亚胺(OEI)的PEI类似物因为具有低毒性、可生物降解性并保持了高转染效率而越来越受到关注。　　 在本论文的研究中,我们围绕OEI单元设计合成了两种不同系列的新型聚阳离子,一是利用含可生物降解键的交联剂通过交联反应获得；二是使用可生物降解的聚合物作为骨架通过接枝反应制备。　　 在第一个系列中,我们通过使用含二硫键的胱胺双丙烯酰胺(CBA)和含酯键的聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)分别制备了两种交联型聚阳离子(OEI-CBA和OEI-PEGDA)。表征结果显示这两种阳离子聚合物都具有比PEI25k更低的细胞毒性和更高的转染效率,并进一步对OEI-CBA接枝PEG进行亲水性的改性,考察不同PEG化程度对交联型OEI载体性能的影响；对OEI-PEGDA进行引发PBLG疏水性的改性,考察OEI分子表面接枝PBLG后对DNA结合力、细胞毒性和转染性能的影响。　　 在第二个系列中,我们分别选择多臂聚谷氨酸(MP)、网状聚-β-氨酯(N-PAE)和聚碳酸酯(PMCC)作为可生物降解的聚合物骨架,制备了三种接枝型聚阳离子(MP-g-OEI、N-PAE-g-OEI和mPEG-b-PMCC-g-OEI)。结果显示这些聚阳离子都是高效低毒的载体材料,并且具有较为明晰的结构。通过对这些阳离子聚合物性能的研究,我们获得了分子结构、分子量、OEI含量及阳离子电荷密度对DNA结合力、细胞毒性和转染效率的影响规律。　　 概括而言,通过本论文内容的研究,我们不仅得到了高效、低毒的基因载体,更获取了这些新型聚阳离子载体性能与分子结构之间的关系。所有这些结果都非常有利于未来理想载体设计开发。