Facile Approach for DNA Encapsulation in Functional Polyion Complex for Triggered Intracellular Gene Delivery: Design, Synthesis, and Mechanism

Zixu Gu(顾子旭), Yuan Yuan(袁媛), Jinlin He(何金林), Mingzu Zhang(张明祖), Peihong Ni*(倪沛红)

Langmuir 2009, 25(9), 5199-5208.

本文首先合成了结构精致的功能化聚阳离子Chol-PDMAEMA₃₀和部分羧基被巯基化的聚阴离子MePEG2000-b-PMAA_SH，其结构式如Fig.1所示。接着采用Layer-by-Layer的方法构建了一种新型的基因载体模型。复合基因载体的模型结构及制备流程如Fig. 2所示。

利用凝胶电泳实验和溴乙啶取代实验，详细研究聚阳离子结合 DNA的能力，结果表明Chol-PDMAEMA₃₀具有较强的DNA结合能力，在N/P³2时，DNA基本被完全结合。同样通过凝胶电泳实验与溴乙啶取代实验，从定性及定量的方面研究该基因载体体系中的链交换问题。发现当MePEG2000-b-PMAA_SH中的[MAA]与Chol-PDMAEMA₃₀中的[DMAEMA]的摩尔比为1:1~1.5:1时，链交换作用不明显，可以得到较为稳定的MePEG2000-b-PMAA_SH/Chol-PDMAEMA₃₀/DNA复合物。此外，利用凝胶电泳实验研究了载体在模拟细胞外与细胞内环境下的稳定性能，经H₂O₂氧化壳层交联后的载体非常稳定，当[MAA]/[DMAEMA]比为2.5时，也没有DNA从载体中迁移出来。而在加入还原剂二硫苏糖醇（DTT）后，二硫键发生断裂，载体的结构被破坏，DNA被释放出来。