病毒具有天然嗜性﹐能夠自然感染細胞，將它們攜帶的基因轉(zhuǎn)移到宿主細胞中,因此轉(zhuǎn)導(dǎo)效率比較高，目前基因療法中很多都使用了病毒載體，并已進入臨床試驗階段?，F(xiàn)使用的病毒主要有逆轉(zhuǎn)錄病毒﹑腺病毒、腺相關(guān)病毒等。非病毒基因載體在基因轉(zhuǎn)染與表達的效率上沒有病毒載體高，但他們具有獨特的優(yōu)勢，如低毒性、低免疫原性﹑無傳染性﹑合成制備方便、結(jié)構(gòu)靈活可控,已經(jīng)得到研究者的廣泛應(yīng)用，其中陽離子聚合物是最主要的且研究最廣泛的非病毒基因載體之一。

陽離子聚合物--聚乙烯亞胺（polyethyleminine，PEI)

聚乙烯亞胺是目前研究最廣泛的陽離子聚合物非病毒基因載體，它是由單體(-CH,CH,-NH-)構(gòu)成的具有伯胺﹑仲胺和叔胺基團的水溶性聚合物。PEI單體中每3個原子含1個氮，并構(gòu)成同的胺基。這些胺基的pKa值不同，使 PEI在較寬的pH范圍均可以被質(zhì)子化,這是PEI有較強的結(jié)合DNA和黏附細胞并作為基因轉(zhuǎn)導(dǎo)載體的重要原因。

分子量是決定其轉(zhuǎn)染效率重要因素，高分子量的PEI具有高效的基因轉(zhuǎn)染效率，但因為其大量正電荷的存在以及非生物降解性，可以導(dǎo)致細胞膜去穩(wěn)定化，顯示出較大的細胞毒性，低分子量的PEI(低于2kDa)毒性低，但基因轉(zhuǎn)染效率也隨之降低。在HeLa、COS7、293T和CHO四種細胞上評價交聯(lián)PEI作為基因載體體外轉(zhuǎn)染pGL3的效率。發(fā)現(xiàn)二硫鍵含量和PEI分子量大小決定了轉(zhuǎn)染效率。

不同分子量的PEI轉(zhuǎn)染效率不同

枝狀的 800 kD PEI 是首次報道的可用于多種細胞轉(zhuǎn)染的試劑，枝狀的 25 kD PEI（25B）用于 HEK293 細胞大規(guī)模瞬時轉(zhuǎn)染，其轉(zhuǎn)染效率較枝狀2 kD、600 kD、800 kD 或線狀 22 kD PEI（22L）的高。

有研究報道，比較了 3 種商品化的 PEI 轉(zhuǎn)染試劑 25 kD LPEI、40 kDPEI-Max、PEI pro，轉(zhuǎn)染 HEK293 和 CHO 細胞，PEI pro 的轉(zhuǎn)染效率低于 25 kD LPEI、40 kD PEI-Max，PEI pro 的毒性最強。經(jīng)過優(yōu)化，PEI-Max 的表達量優(yōu)于 25 kD LPEI。

PEI 介導(dǎo)的瞬時轉(zhuǎn)染中 DNA 和 PEI 比例一般為1:2 ~ 1:3（W/W），提高轉(zhuǎn)染試劑比例會提高轉(zhuǎn)染效率，但是隨之細胞毒性也會增加。另外轉(zhuǎn)染時的細胞密度、DNA-PEI聚合物的大小、培養(yǎng)基的組成等都會影響轉(zhuǎn)染效果。

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