新型脑靶向可生物降解非病毒基因载体的构建及介导siRNA沉默BACE1基因表达治疗Alzheimer病的研究

本课题拟研究采用第二代聚丙烯亚胺树状大分子（PPI）为引发剂，合成对称的分枝状聚L-谷氨酸苄酯（MP），再将低代的PPI连接在分枝状的聚谷氨酸骨架材料上，由于PPI的末端富含氨基，可在其氨基上偶联脑靶向配基乳铁蛋白（Lf），制成一系列新型的脑靶向可生物降解的非病毒基因载体材料。将合成的载体与BACE1干扰质粒自组装成MP-PPI-Lf/siRNA纳米传递系统，分别考察优化MP上接枝PPI的最优分子量、MP-PPI上接枝Lf的接枝密度、MP-PPI-Lf与siRNA形成复合物的N/P比等对基因传递系统的物化性能和生物学性能的影响，利用优化得到的载体介导小干扰RNA沉默BACE1基因的表达来治疗Alzheimer病（AD）模型小鼠，验证其用于AD治疗的安全性和有效性。本研究将在AD的防治方面有很大的应用前景，同时为安全、靶向、高效、低毒的非病毒载体制剂及基因治疗等方面的研究提供重要的科学依据。

Alzheimer病(Alzheimer’s disease，AD) 是一种中枢神经系统原发性退行性疾病，目前的治疗药物只能缓解症状，虽然研究证实 AD是一种多病因介导的疾病，但是脑内淀粉样前蛋白代谢异常造成的Aβ片段聚集沉积引发的级联反应是AD的主要致病原因。随着基因治疗技术的不断发展，建立和发展安全实用、脑靶向性、高转染率的基因治疗载体，采用RNA干扰手段以抑制异常代谢并减少Aβ的生成是一个新的思路。本项目采用第二代聚丙烯亚胺树状大分子为引发剂，合成了新型脑靶向可生物降解的非病毒基因载体材料，将合成的载体与BACE1干扰质粒自组装成MP-PPI-Lf/siRNA纳米复合物，分别考察优化MP上接枝PPI的最优分子量、MP-PPI上接枝Lf的接枝密度、MP-PPI-Lf与siRNA形成复合物的重量比等对基因传递系统的物化性能和生物学性能的影响。将携带BACE1干扰质粒的MP-PPI-Lf/siRNA纳米复合物，采用重复尾静脉注射给药到APP转基因模型小鼠体内，通过行为学测试小鼠的学习记忆能力，随后取小鼠脑组织，测定脑内BACE1和Aβ的蛋白表达量。研究结果表明，新合成的载体材料能够较好的与DNA结合成球形的纳米复合物，复合物测得粒径在111-219nm范围内，同时具有低毒、高转染率及脑靶向等生物学特点，在重量比为7.5时表现出较好的抗血清的作用。Morris水迷宫实验结果表明，转染了MP-PPI-Lf/siRNA纳米复合物的小鼠逃避潜伏期较模型组明显缩短，且脑组织中BACE1和Aβ的蛋白表达量明显下降。本研究在AD的防治方面有很大的应用前景，同时为安全、靶向、高效、低毒的非病毒载体制剂及基因治疗等方面的研究提供重要的科学依据。