基于与DNA的相互作用和给药方式设计阳离子聚合物治疗DNA相关疾病

与DNA相关的部分疾病,比如癌症,脓毒症,银屑病等,严重影响Barasertib着人们的身体和精神健康。在这些疾病的治疗中,DNA有重要作用。比如递送质粒DNA(p DNA)可以治疗由基因突变导致的癌症,结合细胞游离DNA(cf DNA)可以减轻炎症。阳离子聚合物具有结合DNA的能力,并且其DNA结合能力可以调控。利用阳离子聚合物结合DNA治疗疾病有望克服临床治疗方式的不足。同时阳离子聚合物制备方法多样,可以根据疾病调节阳离子聚合物的性能设计最佳给药方式。本论文根据DNA相关疾病的治疗难点设计不同给药方式的阳离子聚合物结合DNA实现疾病的治疗。癌症是调节细胞增殖和凋亡的DNA发生突变造成的疾病。递送p Cas9-survivin可以切断癌症中过表达的survivin基因来治疗癌症。乙醇胺修饰的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGEA)已被证明可递送p DNA治疗肿瘤。为了提高PGEA的转染治疗A549肺癌,设计了体内注射甘露糖功能化PGEA(GM)递送p Cas9-survivin的方案。GM中的甘露糖单元可以通过甘露糖受体促进A549细胞的转染。GM结合p Cas9-survivin在细胞内释放可以表达出Cas9蛋白切断survivin基因使A549细胞凋亡。体外实验表明,GM能结合p DNA并在细胞内释放p DNA。同时GM具有良好的吞噬效果、转染性能和生物安全性。GM递送p Cas9-survivin抑制了A549细胞的增殖,并在动物实验中表现出了良好的抑瘤效果。这说明GM结合p DNA被A549细胞内吞后可以释放p DNA提高转染。脓毒症是由微生物入侵导致全身cf DNA升高的炎症性疾病。全身cf DNA的增多是炎症反应的重要因素。所以治疗药物需要通过体内注射抑制体内细菌和结合cf DNA抗炎。妥布霉素是一种对革兰氏阴性菌杀伤效果非常好的抗生素,但是妥布霉素无法结合cf DNA来抗炎。妥布霉素有多个氨基,通过氨基环氧开环反应能得到支化妥布霉素基阳离子聚合物(HPT)。与线性结构相比,HPT的支化结构DNA结合能力更强。HPT有希望应用于体内cf DNA导致的疾病。HPT中的妥布霉素单元可能杀死大部分革兰氏阴性菌。同时HPT的阳离子性能有望结合cf DNA抗炎。与妥布霉素相比,HPT有与之相近的抗菌性能,同时具有DNA结合能力和抗炎效果。在大肠杆菌脓毒症模型的治疗中,HPT能有效杀伤大肠杆菌,结合cf DNA抑制炎症,降低组织损伤。这说明HPT能在高效杀菌的同时结合cf DNA清除炎症治疗脓毒症。银屑病是由cf DNA增多引起皮肤增厚的炎症性皮肤病。当前的微针给药能克服皮肤增厚导致药物渗透困难的问题,但是难以结合cf DNA抗炎。阳离子聚合物由于毒性和力学性能的原因,在微针方面研究较少,所以需要一种能结合cf DNA的阳离子聚合物微针实现对银屑病的治疗。壳聚糖分子量高,生物相容性好,有利于制成力学性能优良的微针来实现经皮给药,但是壳聚糖的DNA结合能力需要提高。将双氰胺修饰到壳聚糖上可以得到双胍壳聚糖(BGC),通过比较双胍含量与DNA结合效率、生物安全性和抗炎效果之间的关系,发现双胍含量为20%的壳聚糖(BGC2)综合性能最好。由BGC2制成的微针(BGC2-MNs)能结合cf DNA,抑制炎症Medical care,对银屑病小鼠有良好的治疗效果。这说明BGC2-MNs能穿过皮肤屏障,结合cf DNA清除炎症治疗银屑病。综上所述,本论文根据不同疾selleck Smoothened Agonist病治疗方式损伤健康组织的难点,设计了阳离子聚合物递送和结合DNA治疗疾病的方法,根据注射和微针的给药形式制备不同性能的阳离子聚合物实现疾病的治疗。分别取得了结合p DNA被A549细胞内吞后释放p DNA提高转染,杀菌并结合体内cf DNA治疗脓毒症以及微针穿过皮肤屏障并结合cf DNA治疗银屑病等进展。本论文探索了阳离子聚合物与DNA的结合能力之间的关系,为阳离子聚合物从DNA层面治疗相关疾病提供了新方法。