聚合物納米載體的制備及其在蛋白投遞中的應用.pdf

1、本文對大分子自組裝的過程，組裝體的結構以及其在生物分子投遞方面的應用進行了系統(tǒng)、詳細的研究。通過對生物體大分子自組裝過程的模仿，我們實現了對合成高分子嵌段共聚物的輔助自組裝。通過對多種分子識別作用的利用，我們構建出聚合物自組裝載體，可以對轉錄因子實現高效的胞內投遞。此外，我們進一步開發(fā)了聚合物自組裝載體的應用，通過與微流等相關技術的結合，開發(fā)出了一套通用的、高效的生物分子投遞和載體篩選平臺。全文分為三個主要部分介紹相關工作：
　　

2、 分子伴侶的一個重要功能是輔助生物體大分子的組裝和折疊。受到分子伴侶功能的啟發(fā)，在第一部分工作中，我們開發(fā)了一個全新的，利用α-環(huán)糊精作為類伴侶分子輔助嵌段共聚物組裝成期望結構的方法。聚乙二醇-b-聚乙烯基吡啶PEG-b-P4VP首先與α-環(huán)糊精結合，生成亞穩(wěn)態(tài)膠束。隨后通過加入聚乙二醇-b-聚丙烯酸(PEG-b-PAA)嵌段共聚物進行殼交聯穩(wěn)定亞穩(wěn)態(tài)膠束，移除體系中的α-環(huán)糊精后即可得到期望的聚合物組裝體結構。但是，如果在整個組裝過

3、程中沒有α-環(huán)糊精的參與的情況下，兩種嵌段共聚物無法正確的組裝。因此，α-環(huán)糊精在這個體系中起到伴侶分子的作用，輔助嵌段共聚物，按照期望的方式進行自組裝。
　　 在第二部分工作中，我們展示了一個高效的、可行的轉錄因子投遞系統(tǒng)。這套系統(tǒng)最具特色之處在于它巧妙的利用了蛋白質和DNA之間的生物分子識別作用，金剛烷和環(huán)糊精分子之間的多重主客體識別作用，以及靜電相互作用三種不同的分子識別作用來實現納米載體的自組裝和原始轉錄因子的包載和投遞

4、。利用我們這種投遞體系，我們可以實現對轉錄因子的高效投遞，相對于目前最常用的細胞穿透肽重組轉錄因子，我們的體系可以獲得5倍以上的投遞效率。更重要的是，我們的體系可以實現對原始轉錄因子的投遞，相對于其它方式需要對轉錄因子進行修飾或重組，這種方法可以最大程度的保持轉錄因子自身的活性。由于轉錄因子在誘導培育人類誘導型多能干細胞方面已經顯現出它的重要作用，我們相信我們的投遞平臺將會為這類科學研究的發(fā)展提供一個有力的工具，甚至可以促進再生醫(yī)學領域

5、的發(fā)展。
　　 在第三部分工作中，我們構建了一個高效的、通用的生物分子投遞平臺。我們知道，細胞的一切正常生理活動依賴于其內部基因、蛋白質以及其它生物分子間的協(xié)同作用。而對于一些頑疾來說，基因或蛋白質投遞是最直接有效的解決方案。但是，當前對于基因/蛋白投遞的方法普遍存在不通用，難以重復等弊病。在我們的平臺中，我們不僅可以實現高速的合成和篩選高效率的投遞載體實現對各種基因/蛋白質的投遞，并且可以通過同時對多種生物分子的共投遞來實現對

6、細胞生物行為的精確調節(jié)。相對于傳統(tǒng)投遞載體制各方法，我們的平臺借助微流技術，可以實現每分鐘20個不同種類樣品的高速制備和篩選。而且由于制各過程可通過電腦進行精確控制，所得產品重復性很好。利用我們的投遞平臺，我們可以實現對任意基因(包括DNA和siRNA)和蛋白的投遞，甚至可實現對基因和蛋白的聯合投遞。此外，相對于現有的基因/蛋白投遞體系，我們的載體可以實現在體內的高效投遞，并第一次實現了對基因和蛋白的體內同時投遞。我們相信這一投遞平臺將