1.3  常用的非病毒型载体

1.3.1  树枝状聚合物

树枝状大分子是一类阳离子聚合物（cationic polymer），树枝状聚合物被定义为具有高分支度的合成大分子聚合物，其具有一个最核心的功能单元，用特定的方法层层展开，衍生而成。树枝状大分子是通过树枝化基元（dendron）逐步反应经收敛法（convergent）或扩散法（pergent）制得的一类三维有序的高度枝化、具有树枝状三维空间结构的单分散大分子。它没有免疫原性。

树枝状大分子/DNA复合物通过其表面所携带的正电荷阳离子与细胞膜表面带负电荷的糖蛋白及磷脂结合进入细胞质，具有很高的基因转染效率。通过控制合成树枝状大分子的代数，我们可以准确的控制它的分子大小和表面电荷。Hardy等 [21]研究了一系列能与精胺表面基团多价结合的树枝状大分子转染DNA到人乳腺细胞和鼠成肌细胞细胞中的能力。可降解的树枝状聚合物也比其本身有更高的转染效率[22]。树状大分子偶联精氨酸或环糊精等可以进一步提高其转染效率[23]。树状大分子具有较高的细胞转染效率并且不良反应少，因而近年来它们已被广泛用作基因运载体。

目前树状大分子中研究最多的是聚酰胺-胺型树状大分子（PAMAM）。某些研究表明，PAMAM的细胞毒性是由其分子量、表面电荷、表面基团的性质以及分子结构决定的。PAMAM的转染效率可以通过在水中或者丁醇中加热“活化”的方式提高将近50倍[24]。

1.3.2  壳聚糖

壳聚糖( chitosan)是一种天然的高分子氨基多糖，同时也属于阳离子聚合物，其分子量一般为几万到几十万不等。壳聚糖具有良好的生物相容性，它能在体内缓慢降解，因此细胞毒性低，对皮肤黏膜无刺激性，并且不会引起免疫反应，同时它也能抗菌，具有附特性，抗氧化性等特点。壳聚糖的pKa 值约为6.5 ，由于壳聚糖所带正电荷较多，当pH <6.5 时，它能通过静电吸引和氢键等作用力与带负电荷的DNA 缩合，从而避免DNA 被DNA水解酶降解。壳聚糖作为基因运载体时，易于对其表面进行结构修饰，运用不同的配体修饰可以得到不同的结果，比如用靶细胞配体可提高载体运送基因的靶向性，而用PEG，则可以延长载体在体内的停留时间。壳聚糖是一种很有潜力的基因运载体。

1.3.3  脂质体

脂质体是最早用于基因转运的载体之一，Feigneretal于1987年首次用脂质体转运核酸物质[25], 之后有多种脂质体被合成，并被用于传递DNA，科学家对脂质体在体外细胞实验，动物实验，临床实验等各方面进行了大量研究工作。研究表明：脂质体易于和DNA结合，细胞毒性小，不引起激烈免疫反应，但它有一个重大缺点——基因转染效率低。目前应用的阳离子脂质是一种电中性和带正电荷分子的混合物。当DNA和阳离子脂质混合时，DNA分子被浓缩，带正电荷的脂质分子结合到DNA带负电荷的磷酸基团，形成DNA-脂质复合物。与DNA复合物接触的细胞通过一个非特异性内饮过程吸收复合物。一旦进入细胞，阳离子脂质结合到特异的细胞膜上，被输送的DNA释放进入胞浆。治疗性DNA必须被运到细胞核，只有在那里治疗基因才能表达。

在实际应用中，利用不同类型组织细胞（如肿瘤细胞）表面存在一些相对特异高表达膜分子受体的特点，将脂质体与针对靶细胞表面受体的抗体偶联形成免疫的脂质体，或对脂质体进行高亲和力配体的修饰，从而可以逃避巨噬细胞的吞噬，实现靶向性的基因传递，具有很好的临床应用前景。

1.3.4  聚乙烯亚胺

阳离子聚合物聚乙烯亚胺（pelyethylenimine，PEI）是近年来发展最快的高效的非病毒载体。它是一种水溶性聚合物，其单体( -CH2-CH2-NH-) 具有伯胺、仲胺和叔胺基团。由于PEI的基本单元有较多伯胺、仲胺，因此在一个较宽的pH范围内具有缓冲能力，并且在溶酶体pH5-7的环境中有一种特别的性质：质子海绵效应(proton sponge hypothesis) [26]，简言之：支链型的PEI分子内含有伯胺、仲胺和叔胺三种类型的N原子,不同的N原子结合质子的能力不同,聚合物/DNA复合物通过内吞进入细胞后,在质子泵作用下未完全质子化的聚合物能结合溶酶体内的H+ ,并引起Cl- 内流，导致内涵体渗透性肿胀，最后内涵体膜破裂从而将内吞的基因释放到细胞质，从而保护了基因不被溶酶体酶降解。源[自[751^`论`文]网·www.751com.cn/ 新型异官能团交联剂的设计合成及其在基因载体中的应用(5):http://www.751com.cn/yixue/lunwen_69291.html