蠕虫状聚离子复合型胶束的合成、组装和胶体稳定性.pdfVIP

V01．33 高等学校化学学报 No．9 CHEMICALOF UNIVERS[TIES 2012年9月 JOURNALCH[NESE 2085—2091 蠕虫状聚离子复合型胶束的合成、 组装和胶体稳定性 张鑫淼1，张佳伟1，魏光耀1，刘东旭1，于达慧2，姚卫国3，董文飞1 (1．吉林大学电子科学与工程学院，集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区，长春130012； 2．吉林大学建设工程学院，长春130026； 3．吉林大学材料科学与工程学院，教育部汽车材料重点实验室，长春130025) 摘要采用开环聚合方法制备了嵌段共聚物聚乙二醇一聚乙烯亚胺(PEG—b—PEI)，通过静电组装方法使其与 散射、Zeta电势和凝胶电泳等方法研究了血液或细胞问质中各种因素对胶束稳定性的影响．结果表明，在蠕 虫状聚离子复合型胶束中，PEI和pDNA通过静电吸引构成疏水性内核，而亲水性的PEG分子作为保护型外 壳包裹在内核的表面．在保持PEG链段长度不变的前提下，增加PEI链段长度可明显增强PEI与pDNA的 静电结合力，有效地防止了NaCl对胶体结构的破坏，而且有助于抑制阴离子的取代．但增加PEI链段长度 会导致胶束表面PEG分子含量的降低，不利于胶束抵抗蛋白质的吸附和DNA酶的降解．因此合理地调整 PEG—b—PEl分子的结构，对于获得高效、安全和稳定的蠕虫状聚离子胶柬具有重要意义． 关键词 自组装；聚离子胶束；DNA；基因输送；嵌段共聚物 中图分类号0631；0648．14文献标识码A 非病毒型基因载体具有可大规模生产、免疫原性小、生物毒性小、可化学裁剪和成本低等优势， 广泛应用于基因治疗等领域．基因治疗的实质就是人工导人外源DNA修复并替换突变的基因片段或 者引入缺失的DNA片段，从而恢复其表达蛋白质的能力，维护机体的生理功能．然而，制约基因治疗 方法在临床上应用的主要原因是缺少高效且安全的基因载体系统．目前常用的基因载体分为病毒型基 因载体和非病毒型基因载体．病毒型基因系统是人工引入治疗用的基因片段，利用病毒特有的转染机 制来实现基因缺陷细胞的替换和修补．由于病毒载体具有较高的基因转染效率，因此在实验室研究中 被广泛应用¨。1．然而，进一步的临床研究发现，这种病毒载体具有不可控的免疫原性和毒性，因此， 该载体在临床治疗上具有潜在的危险性，其安全性有待进一步评估M。j． 离子复合型胶束(Polyioniccomplex pDNA型胶束表面带有过量的正电荷，易与血液中带负电的血浆蛋白或红细胞等发生黏附作用．因此， 该胶束不但会对细胞产生毒性“，而且容易被吞噬细胞等免疫系统识别并排除体外，从而降低基因药物 的生物利用率，增加药物的副作用．为了避免这些问题，聚离子型胶束表面需要修饰中性的、抗蛋白 J． 吸附的、具有空间阻隔性能的聚乙二醇(PEG)等高分子材料博’9，12，D J．最近的研究发现，纳米胶束的 胶束，有助于提高胶束抗蛋白质黏附性能和血液循环半衰期M，9’10，14’15 收稿日期：2012-03-21． 基金项目：国家自然科学基金(批准号61077066资助， 联系人简介：董文飞，男，博士，副教授，主要从事生物医学光子学研究．E．mail：dongwf@jlu．edu．cn 万方数据 2086 高等学校化学学报 的蠕虫状胶束可以携带更多的药物进入肿瘤部位，而且治疗效果比球型胶束好．Kataoka等¨4’D1发现， 貌从蠕虫状、短杆到球状结构的变化．在蠕虫状胶束中，DNA双链形成类似晶体中的折叠结构，而在 球状胶束中，DNA的双链结构转变为单链．在生物学上双链结构有利于基因的转录和翻译，因此蠕虫 状胶束比球状胶束具有更高的