分子生物學(xué)的發(fā)展使得大量致病基因被鑒定，科學(xué)家在這些研究成果的基礎(chǔ)上發(fā)展了基因治療。基因治療是利用基因載體將治療基因?qū)牖颊唧w內(nèi)，進(jìn)而表達(dá)功能蛋白以達(dá)到治療的目的。基因治療傳遞DNA面臨的挑戰(zhàn)之一是外源治療基因會被體液和胞外空間的核酸內(nèi)切酶降解。治療基因在目標(biāo)組織中的選擇性積累、細(xì)胞內(nèi)化以及從溶酶體逃逸這些問題對所有核酸治療劑都是需要克服的。DNA必須輸送至細(xì)胞核以允許獲得轉(zhuǎn)錄和表達(dá)。因此，設(shè)計和制備安全高效的基因載體來壓縮并且保護(hù)治療基因以免被核酸內(nèi)切酶降解并延長其在體內(nèi)的循環(huán)時間顯得尤為重要。目前，基因載體主要分為兩大類：病毒載體和非病毒載體。
最初受到重視的基因載體是病毒，因為其具有較高的轉(zhuǎn)染效率。理論上，病毒載體轉(zhuǎn)染效率為100％。
陽離子聚合物-聚乙烯亞胺（PEI）是目前報道的工業(yè)化、大規(guī)模瞬時轉(zhuǎn)染表達(dá)重組蛋白領(lǐng)域*泛使用的基因載體和轉(zhuǎn)染試劑。人胚胎腎細(xì)胞（HEK293）和中國倉鼠卵巢細(xì)胞（CHO）細(xì)胞是目前工業(yè)大規(guī)模瞬時轉(zhuǎn)染領(lǐng)域使用廣泛的宿主細(xì)胞。PEI是基因載體中最常見的陽離子聚合物之一，因為其具有高的轉(zhuǎn)染效率，所以作為基因轉(zhuǎn)染的黃金標(biāo)準(zhǔn)而常被用來參照。PEI形成復(fù)合物的最佳分子量通常在5～25kDa之間。高分子量PEI一般比低分子量PEI有更高轉(zhuǎn)染效率，但問題在于，高分子量的PEI往往有較高的細(xì)胞毒性，這一規(guī)律與其他聚陽離子類似。
目前使用廣泛的陽離子聚合物轉(zhuǎn)染試劑是PEI。PEI制備簡單，價格便宜，有線狀和枝狀兩種商業(yè)試劑可選，是瞬時轉(zhuǎn)染放大轉(zhuǎn)染試劑的較好選擇，是非常有潛力的非病毒質(zhì)粒載體試劑。
由于PEI帶正電荷，與帶負(fù)電荷的DNA結(jié)合形成帶正電荷的PEI-DNA復(fù)合物，可以與帶負(fù)電荷的細(xì)胞表面結(jié)合。PEI-DNA復(fù)合物通過胞吞作用進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部形成內(nèi)涵體，之后一部分從內(nèi)涵體中逃逸進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)，未逃逸的進(jìn)入溶酶體被降解，無法入核的DNA會在100min內(nèi)被胞漿中的DNA酶降解。
更新時間：2022-03-28
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