聚乙烯亚胺dna改性牛血清白蛋白三元复合物基因载体的性能研究

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1、聚乙烯亚胺/DNA/改性牛血清白蛋白三元复合物基因载体的性能研究Polyethyleneimine/DNA/ModifiedBovineSerumAlbuminTernaryComplex,aBiocompatibleandEffectiveGeneDeliverysystem学科专业：化学工程研究生：王重夕指导教师：邓联东副教授企业导师：武惠斌高级工程师天津大学化工学院二零一四年六月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，

2、论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本

3、授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据摘要基因治疗作为一种能治疗遗传疾病、恶性肿瘤、病毒感染以及神经性疾病的潜在治疗方法得到了广泛的研究。安全且高效基因载体系统是实现基因治疗的关键之一，也是目前基因治疗领域的研究热点。相比传统的病毒性基因载体，非病毒性基因载体有着相对较高的生物相容性和较低的免疫原性，并且易于改性和大规模生产。聚乙烯亚胺（PEI）作为一种应用最广泛的阳离子聚合物基因载体，受到了广泛的关注，也是非病毒性基因载体的金标准之一。但是其较高的细胞毒性也限制了其在

4、基因治疗领域的进一步发展。PEI的细胞毒性主要来自于其与DNA形成复合物表面过剩的正电荷与细胞的的相互作用。为了减少PEI复合物的毒性，研究者们采用了多种手段来屏蔽其过剩的正电荷，但或多或少也降低了复合物与细胞的相互作用，从而降低了PEI复合物的转染效率。因此，本论文采用了一种在内涵体中可电荷反转的改性牛血清白蛋白（mBSA）来制备PEI/DNA/mBSA三元复合物，这种复合物有着良好的生物相容性以及比PEI/DNA二元复合物更高的转染效率。本文首先制备了等电点为5.8的牛血清白蛋白，并采用基质辅助激光解吸-

5、飞行时间质谱（MALDI-TOF）表征其相对分子量。在中性条件下将mBSA与PEI/DNA二元复合物通过静电作用复合形成PEI/DNA/mBSA三元复合物。动态光散射和透射电子显微镜证明了三元复合物在pH5.5的环境中发生解离，mBSA通过电荷反转从复合物上脱落。琼脂糖凝胶电泳实验结果证明mBSA的引入不影响PEI对DNA的负载。MTT实验表明mBSA具有良好的生物相容性，并且能显著提高PEI/DNA复合物的生物相容性。在HepG2和293T细胞上的转染结果表明，PEI/DNA/mBSA三元复合物的转染效率要

6、大于PEI/DNA二元复合物，并且PEI/DNA/mBSA三元复合物有一定的抵抗血清的能力。采用流式细胞仪表征细胞对复合物的内吞，证明了细胞对三元复合物的摄取要略小于二元复合物；但激光共聚焦显微镜证明，PEI/DNA/mBSA三元复合物的内涵体逃逸效率远高于PEI/DNA二元复合物。综上所述，PEI/DNA/mBSA三元复合物比PEI/DNA二元复合物有更好的生物相容性以及更高的转染效率。关键词：基因载体；电荷反转；牛血清白蛋白；聚乙烯亚胺；内涵体逃逸万方数据ABSTRACTGenetherapyhasbee

7、nprovedtobeanattractivewaytotreatvariousintractablediseases.Toachievesuccessfulgenetherapy,safeandefficientgenedeliverysystemisrequired.Nonviralgenedeliverysystemsbasedoncationicpolymers(polycations)haveattractedmuchattentionduetotheirpotentialadvantagessuc

8、hasflexiblemanufacturingandfacilemodification.Asthegoldenstandardofnonviralgenedelivery,polyethyleneimine(PEI)hasbeenwidelyusedingenetherapy.ButthefurtherapplicationofPEIisstilllimitedbyitshighcytotoxi