叶酸修饰NIPAM-PEI聚合物的研制及性能研究(6)
PEI作为基因传递载体存在一定缺陷，其中最大的问题就是细胞毒性。可能诱发PEI毒性的因素有：
（1） PEI的毒性具有结构的依赖性
PEI存有两种形式：L-PEI(线型PEI)、Branched PEI(适度支化和超支化)，L-PEI的毒性高于适度支化的毒性，超支化的毒性高于适度支化的毒性。
（2） PEI的相对分子质量
当L-PEI、B-PEI的相对分子量大于25 kDa时，虽然其有极高的转染效率，却有很高的细胞毒性。
（3） PEI的表面电荷密度
PEI的毒性随着PEI表面电荷密度增大而增加。
1.3.3 聚乙烯亚胺的研究现状
Tang等[18]用分子量为2K的PEG对分子量为25 K的PEI进行接枝改性，发现对阳离子聚合物进行亲水改性后，聚合物的毒性随着接枝率的增加而减小，接枝率对转染效率的影响并不是单调增加的，转染效率在适当的接枝率时出现最大值，无论增大接枝率还是减小接枝率，转染效率都会降低。
Kim等[19]以戊二醛交联低分子量的PEI，所得的高分子量PEI对酸性环境比较敏感，在pH为5.4环境中半衰期为2.5h。对酸性环境敏感的交联PEI虽转染效率低于PEI 25KDa但细胞毒性也低于PEI 25KDa。
Sang-oh Han，Ram I．Mahato等[20]使用分枝聚乙烯亚胺(PEI，MW=l 800)和胆固醇氯甲酸酯合成无毒的水溶性脂质聚合物(WSLP)。这些水溶性脂质聚合物与DNA质粒紧密复合，并以CT-26结肠腺癌细胞和293T人胚肾转化细胞为转染对象，都有较高的转染效率。
王燕铭等[21]使用分子量的聚乙烯亚胺(PEI600)及其胆固醇衍生物与聚(L-天冬酰胺-CO-L-赖氨酸)(PSL)进行开环反应，合成一类新型的肿瘤靶向基因载体。合成聚合物的复合物能与DNA形成结构稳定的复合物。在聚合物侧链引入一定数目的胆固醇，可以明显提高载体对于癌细胞HepG2和Hela的转染效率。这种基因载体具有良好的细胞相容性、较高的转染效率以及易于靶向修饰等特点，在基因治疗研究领域中将具有较大的潜在应用价值。
1.4 叶酸概述
叶酸(Folic Acid，FA)的分子式如图1-1。叶酸是一种黄色或橙黄色的晶体或晶状粉末。叶酸无臭无，没有一定的熔点，加热至250℃时立即分解。叶酸溶于热水和碳酸钾、氢氧化钾、氢氧化钠等碱性溶液，微溶于冷水，不溶于乙醇、氯仿、乙醚和苯等有机溶剂。叶酸在酸性环境下不稳定，当pH值低于4.5时即被完全破坏，但叶酸在碱性或中性溶液中对热稳定，即使加热到100℃达1h也不会被破坏，叶酸在光照条件下易被分解，尤其易被紫外线所破坏，常温下保存也可引起很大的损失。 因此叶酸必须密封、避光和低温保存[22]。
图1-1 叶酸的分子式
1.4.1叶酸靶向的原理
叶酸是叶酸受体的天然配体，在体内可还原成四氢叶酸。后者作为一碳单位转移酶的辅酶参与一碳单位代谢和嘌呤、胸腺嘧啶的起始合成。因动物细胞内缺少合成叶酸的酶类，叶酸只能从外界环境获得。叶酸受体的主要功能是通过内吞途径将细胞外叶酸及叶酸衍生物带入细胞。首先，叶酸及其衍生物与膜表面叶酸受体相结合，富集在靶细胞膜特定区域，该区域内陷形成内涵体，在酸性(pH5.0～5.5)内涵体中受体与配体分离，受体返回细胞膜表面，而内化的配体或被溶酶体降解，或由此释放入胞液[23]。叶酸受体在大多数肿瘤细胞膜表面高表达，而在正常组织的细胞膜表面基本不表达。并且在肿瘤组织中，叶酸作为靶向分子的这种抗体-受体的结合方式相较于正常抗体渗透性非常强。在叶酸作为靶向分子的药物载体转运过程中，肿瘤细胞可通过叶酸受体介导的内吞作用将叶酸吞入细胞内，虽然叶酸通过羧基与药物载体连接形成叶酸-载体复合物，但叶酸-载体复合物与肿瘤细胞表面叶酸受体的亲和力基本保持不变，体现了叶酸具有高度亲和性的特点。肿瘤细胞表面的叶酸受体与药物载体中的叶酸结合后，细胞膜内陷，叶酸受体与叶酸形成细胞内的小泡被内吞入胞内，在内涵体的酸化作用下，叶酸受体与叶酸脱离，之后再回到细胞膜表面，叶酸-载体则从内涵体内逸出，进行药物释放。因此，抗肿瘤药物转运系统可使药物特异性地靶向肿瘤细胞，实现了针对特定部位的靶向递药，发挥靶向治疗效果，从而极大地降低了药物的毒副作用。