生物医用高分子材料作为一类新型的非病毒基因载体有着广泛的应用前景，具有易于制备，结构性能可控以及使用安全性较好等方面的有利条件，近年来成为非常热门的研究领域。聚乙烯亚胺(polyethyleneimine，PEI)由于其独特的“质子海绵”效应，成为目前研究最为广泛、有效以及有着良好应用前景的的阳离子聚合物非病毒基因载体之一，但由于PEI本身的毒性大，所以在很大程度上限制了它在临床应用的可行性。本文以PEI为起点，设计合成了几种可以做为基因载体的改性PEI共聚物，主要研究内容和结果如下：　　 (1)构建真核表达质粒pDC316-EGFP/IL10，为研究IL-10在大鼠神经病理性疼痛基因治疗中的作用奠定基础。　　 经PCR和测序分析显示原始质粒pSNAV2.0-rIL10目的基因大小和核苷酸序列完全正确。用KpnI/NheI双酶切质粒pSNAV2.0-rIL10，回收rIL10目的基因片段(537bp)；用NheI/EcoR V双酶切质粒pEGFP-N3，回收EGFP报告基因片段(797bp)。将目的基因和报告基因定向克隆到真核细胞表达载体pDC316中，质粒全长5247bp，Amp抗性，转化E.coli DH5α感受态细胞，通过PCR、限制性内切酶双酶切及测序分析等筛选、鉴定重组质粒pDC316-EGFP/IL10构建正确。　　 (2)聚乙二醇-聚乙烯亚胺/白细胞介素-10基因传递系统(PEG-PEI/IL-10)转染原代培养背根神经节细胞(DRGs)的性能研究。　　 聚乙烯亚胺(PEI)在众多细胞中比如HeLa，HepG2，293T，NIH3T3，HUVEC，PC12，hADSC等都表现出较好的转染效果，但在大鼠原代培养神经系统细胞中的转染情况尚未见报道。因此，我们采用本实验室设计合成的非病毒基因载体聚乙二醇-聚乙烯亚胺共聚物(Polyethylene glycol-Polyethylenimine，PEG-PEI)，与同时携带增强型绿色荧光蛋白报告基因(Enhanced green fluorescence protein，EGFP)及白细胞介素-10(Interleukin-10，IL-10)基因的真核表达质粒DNA(pDC316-EGFP/IL-10)形成复合物，以脂质体复合体系Lipo/pDNA为对照，通过溴化乙锭(Ethidium Bromide，EB)排斥实验、凝胶阻滞电泳实验、粒径与电位的测定及扫描电镜等实验方法观察PEG-PEI/pDNA的复合效果。并且检测了PEG-PEI/pDNA对原代培养背根神经节细胞(Dorsal root ganglion cells，DRGs)的毒性、转染效果及IL-10的蛋白表达情况。结果表明，PEG-PEI在N/P比(PEG-PEI所含的氮原子和质粒DNA中磷原子的摩尔比)为5时可完全复合pDNA；随着N/P比的增大，PEG-PEI/pDNA复合物的粒径逐渐减小，而表面电位逐渐增大；在N/P比为15时报告基因EGFP的转染效果和IL-10蛋白的表达情况较好，复合物的形貌呈大小均一的球形。实验结果证明了PEG-PEI在原代培养神经系统细胞中是一种有效的基因转移载体，PEG-PEI/IL-10基因传递系统对于神经病理性疼痛的基因治疗具有潜在应用价值。　　 (3)聚乙二醇-聚赖氨酸-聚乙烯亚胺做为潜在可降解基因传输载体的研究。　　 目前大多数用于基因载体的阳离子聚合物骨架在生理环境下是不可降解的，在细胞、组织中蓄积，引起毒性反应，因此生物可降解聚合物基因载体以其优良的性能受到了日益广泛的关注。根据生物可降解聚合物作为基因载体的性能要求，我们通过调整组分线性PEI的嵌段长度，合成了不同分子量组成的含有非离子PEG、阳离子聚合物IPEI、可降解PLL组分的三元共聚物基因载体为：①mPEG45-b-PLL66-g-(IPEI15)5.4％(N％=13.10％)；②mPEG45-b-PLL66-g-(IPEI15)7.4％(N％=14.3％)；③mPEG45-b-PLL66-g-(IPEI15)9.6％(N％=15.5％)；④mPEG45-b-PLL66-g-(IPEI51)8.9％(N％=21.9％)和对照聚合物mPEG45-b-PLL66。通过酸碱滴定实验检测了聚合物基因载体的质子缓冲能力，将聚合物分别和报告基因质粒pEGFP、荧光素酶基因质粒pGL3复合，通过EB排斥实验、凝胶阻滞电泳实验、粒径与Zeta电位的测定、DNase-Ⅰ稳定实验等研究方法观察了mPEG-b-PLL-g-1PEI/pDNA的复合效果，并且检测了复合物对HepG2、U251、BHK-21和SP2/0细胞的毒性、转染效果及pGL3的表达情况。证实了三元共聚物基因载体mPEG-b-PLL-g-1PEI能高效复合凝集pDNA，初步探讨了生物可降解聚合物基因载体PEG-PLL-PEI在肿瘤基因治疗中应用的可行性，有望为肿瘤基因治疗提供一个安全高效的载体技术平台。