开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）
一、 研究背景
基因治疗（gene therapy）,1993年FAD对其的定义是：基于修饰活细胞遗传物质而进行医学干预，细胞可以体外修饰，随后再注入患者体内；或将基因治疗产品直接注入患者体内，使细胞内发生遗传学改变。这种遗传学操纵的目的可能会引起预防、治疗、治愈、诊断或缓解人类疾病。也就是说基因治疗是通过分子生物学方法将正常或有治疗作用的基因（目的基因）导入患者体内，传递到特定的靶细胞内进行适当表达，从而达到治疗或预防相应疾病的目的，为现代医学和分子生物学相结合而诞生的新治疗技术。基因治疗作为疾病治疗的新方法，它已有一些成功的应用，并且科学突破将继续推动基因治疗向主流医疗发展[1]。目前，基因治疗已从遗传病扩展到肿瘤、心血管疾病、神经系统疾病及传染病等各个领域。基因治疗主要依赖外源基因在靶细胞内进行高效、稳定的表达，而这很大程度上是由基因治疗所使用的基因传递系统决定。安全、有效的基因传递系统要能够包裹并保护核酸物质, 避免内容物降解, 并能专一靶向机体的靶细胞。现阶段，基因传递系统的载体主要有病毒基因载体和非病毒基因载体两类。病毒具有一些独特的性质如多数病毒可感染特异的细胞, 在细胞内不易降解; RNA病毒能整合到染色体以及基因水平较高等，因此病毒载体是良好的基因转运载体。目前基因治疗常用的病毒载体主要有反转录病毒、腺病毒、腺相关病毒、单纯疱疹病毒。病毒基因载体虽然转染效率高，但是容易引起免疫反应，易于与野生型病毒重组，结合的DNA／RNA大小受限，生产成本高且易被污染，因此病毒载体的临床应用有限。近年来，人们将重点转向对非病毒基因载体的研究。
非病毒基因载体，尽管转染效率低于病毒载体，但有低毒性、低免疫原性、低致瘤性、价格低、易制备等优点，更为安全高效。因此人们越来越重视非病毒基因载体的研究。非病毒基因载体种类很多，如裸DNA（naked DNA）、脂质体和脂质复合物(Liposome and lipoplexes）、阳离子多聚物(Polyplex)等。裸DNA是将目的基因连接在表达质粒或噬菌体中直接注射而不依赖其它物质介导，是最简单的非病毒载体系统。脂质体能够介导极性大分子穿透细胞膜，携带
DNA进入细胞。 阳离子聚合物表面的正电荷可与带负电的基因形成带正电荷的复合物，该复合物借静电作用吸附于细胞表面，通过细胞内吞而将基因导入细胞，并获得表达。目前研究较多的阳离子聚合物主要有多肽类：聚赖氨酸、聚谷氨酸及其衍生物；多聚胺类：聚乙烯亚胺、聚丙烯亚胺树状物；聚甲基丙烯酸类：聚酰胺型树状物、聚甲基丙烯酸乙酯2一(二甲胺)；天然高分子如壳聚糖、明胶等[2]。这里主要研究壳聚糖作为非病毒基因载体。
壳聚糖(chitosan)是甲壳质脱乙酰基后的水解产物，其学名为聚[beta;-(1-4) -2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖]。外观上呈现白色或灰白色、略有珍珠光泽、半透明片状固体，因原料来源和制备方法的不同，其相对分子质量可以从数十万至数百万之间变化。。因制备工艺条件和需求不同, 脱乙酰度由60 %至100 %不等, 壳聚糖脱乙酰度越高, 相对稳定性越低, 但机械强度增大, 生物相容性增加, 吸附作用增强。从1811 年发现Chitin 到1859 年发现Ch自1859年，法国人Rouget首先获得壳聚糖后，天然高分子壳聚糖因其生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各领域广泛关注。壳聚糖分子的结构单元上含有三个活性基团，它们分别是C2-NH2, C6-OH和C3-OH。其中C6-OH是一级羟基，可以自由旋转，位阻也比较小，所以反应活性比较大，而C3-OH是二级羟基，空间位阻比较大，自由旋转比较困难，因而活性比较低。而糖残基结构单元上的C2-NH2的活性又比C6-OH大，因此在-NH2和-OH上能发生许多化学反应，如酷化反应、酞化反应、醚化反应等，从而可以通过化学修饰制备出溶解性能更好或者具有其他特殊功能的壳聚糖衍生物。而且壳聚糖是一种天然阳离子聚氨基多糖, 具有良好的生物相容性和生物降解性, 无细胞毒性, 可与带负电荷的高聚物如DNA、抗原以及大多数蛋白质药物相互作用,已广泛用作药物载体和医用辅助材料。
近年来，由于其较好的生物安全性、可生物降解等特点，壳聚糖及其衍生物在非病毒基因载体研究领域逐渐受到关注。因高分子量壳聚糖的大分子链结构中含有大量的- NH2 和- OH 基团, 分子内氢键作用强烈, 使其难溶于水, 且通常其水溶性随分子量增大而减少；表面所带的电荷量低；转染效率不高，从而限制了其应用。因此，我们想通过对壳聚糖进行官能团改性，修饰，制备壳聚糖衍生物作为非病毒载体，以获得较好的基因载体，并进行结构表征。
二、研究目的和意义
本文主要针对壳聚糖非病毒载体构建等方面的研究，以壳聚糖为基础，合成可降解的壳聚糖衍生物并对其结构进行表征，期望该聚合物能够降解成安全的化学小分子以及具有高效、低毒的特性，且能提高转染率、增大携带基因容量，从而表明这种构建方式能有效地改善壳聚糖非病毒载体基因输送性质，为其作为治疗试剂的应用提供了借鉴。
三、实验预期计划
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