多苯并咪唑多核金属配合物- - 一类新型非病毒基因释放的载体

尽管以病毒为DNA载体的基因疗法取得了一定成功，但基因治疗的根本问题：DNA释放，根本没有解决，而解决这一问题的关键是设计有效促使DNA凝聚的试剂。阳离子聚合物等非病毒基因释放的载体是一类有效的DNA凝聚剂，但突出缺点是难于突破细胞内外的障碍、细胞转染效率低和毒性大。生理条件下中性的配体与金属离子形成的配合物具有合理的正电荷密度，能克服阳离子非病毒基因载体的缺点。我们拟应用高通量方法筛选能有效释放基因到细胞内的多苯并咪唑多核金属配合物载体，系统研究它们促进DNA凝聚的机理及其凝聚体对不同细胞系的转染作用，探讨DNA凝聚体的形成过程、细胞转染作用和细胞毒性对配合物结构特征和电荷密度、对凝聚体的形态、性质和尺寸，以及对凝聚介质等因素的依赖。这项工作的重要性体现在：为发展高效低毒的新型非病毒基因释放的载体提供先导结构，进一步理解配合物-基因相互作用的本质，发现配合物的某些新型生物功能。

尽管以病毒为核酸载体的基因疗法取得了一定的成功，但基因治疗的根本问题：核酸释放，没有解决，而解决这一问题的关键是设计有效的非病毒核酸载体。阳离子聚合物等非病毒基因释放载体的突出缺点是细胞转染效率低和毒性大。近几年来,在生理条件下带正电荷的金属配合物作为一类潜力巨大的非病毒基因载体在这一领域开始受到重视。为了发展高效低毒的金属配合物基因载体，我们合成了多个系列的金属苯并咪唑配合物，表征了它们凝聚DNA的性质。发现这类非病毒载体释放DNA的功能主要受配合物所带正电荷和苯并咪唑配的数目，及对DNA的亲和力控制。与商业化的载体脂质体和PEI相比，这类载体的细胞转染效率偏低。然而, 加入核定位肽(NLS)可导致这类载体的转染效率接近于PEI。除铜的配合物之外，其余金属苯并咪唑配合物的细胞毒性均很小，尤其是钙的配合物。这项工作为发展高效低毒的金属配合物核酸载体打下了可靠的基础。