开题报告内容：
一、课题背景
基因治疗(gene therapy)是随着DNA重组技术、基因克隆技术等的成熟而发展起来的最具革命性的医疗技术之一,它是以改变人的遗传物质为基础的生物医学治疗手段，在重大疾病的治疗方面显示出了独特的优势。经过近30年的发展，基因治疗已经由最初用于单基因遗传性疾病的治疗扩大到恶性肿瘤，感染性疾病，心血管疾病，自身免疫病，代谢性疾病等重大疾病的治疗。目前，全球共有2000多项基因治疗方案进入临床试验阶段，2004年，全球第一个上市的基因治疗药物也是针对肿瘤治疗的，显示出肿瘤基因治疗是当前基因治疗最活跃，最重要的研究领域之一。基因治疗与其他传统的化学治疗和生物药物相比，其又是在与它可以直接在分子水平上，有针对性的修复甚至置换疾病基因或者纠正异常基因的表达调控，从而治疗疾病。RNAi是存在于真核生物中的一种普遍的自然现象，是由特定的SiRNA诱导的，在细胞质中与相关蛋白结合成RNA诱导的沉默复合体（RISC），RISC识别并讲解靶mRNA，从而不能翻译成相应的蛋白质。RNA 干扰(RNAi)又称基因沉默,是生物体内的一种自然现象,其机理为:外源性或内源性的长双链RNA被核苷酶Dicer切割降解为21-23个核苷的小分子干扰RNA(siRNA)双链,该siRNA分子被嵌合进含有核苷酶的多蛋白复合体(RNA-induced silencing complex,RISC)中,被其中的RNA解螺旋酶解开双链后的正义链随后降解,由此激活的RISC复合体由该siRNA的反义链介导,靶向与该反义链序列互补的mRNA,并形成新的长双链RNA,然后又被Dicer酶降解为新的siRNA片段,靶mRNA即被降解或沉默,得到的siRNA进入新一轮基因沉默循环。siRNA分子的基因沉默功能相对于同为核酸类分子的反义核酸和核酶(ribozymes),特异性及沉默效应更强且无免疫原性。因此,国内外许多研究机构迅速采用了siRNA分子技术来进行疾病治疗的研究,任何与疾病有关的表达基因都是潜在的靶标。 但是作为RNAi效应分子的siRNA分子具有核酸和小分子化合物的双重特性,当其作为基因类药物在生物体内应用发挥疾病治疗作用时,容易被核酸酶降解,具有稳定性差、半衰期短、细胞内转染效率低和靶向性差等缺点,因此,应用siRNA分子的关键是如何有效地使其到达靶细胞并穿过细胞膜,进入细胞质中的RNAi通路。目前siRNA分子给药多借助载体,但存在靶向性差,安全性不明确和体内细胞转染效率低等问题:病毒载体基因转染率高,但具有潜在的致痛性和免疫原性；阳离了脂质体具有较大的细胞毒性和不稳定性；阳离子聚合物由于具有较低的免疫原性和细胞毒性,而备受研究者的青睐。目前常用的是阳离子聚合物聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine,PEI),其带正电荷的氨基基团与核酸带负电荷的磷酸基团通过静电吸附作用而发生电性中和,形成稳定的纳米-核酸复合物,表面电荷呈中性或弱阳性,与表面带负电荷的细胞膜相互作用而进入细胞内,具有较高的靶向性和转染效率。 环糊精是一类由D-吡喃型葡萄糖单体以alpha;-1,4-糖苷键相互连接而成的环状低聚糖。这种环状的低聚糖形成了一种内穴疏水、外缘亲水的特殊结构。因此,环糊精能够和脂溶性药物分子形成包合物,从而可以增加脂溶性药物分子的水溶性和稳定性。同时,这些低聚糖自身无毒性,亦没有明显的药理活性。这些使得环糊精被广泛应用于食品、化妆品和药品当中。聚乙烯亚胺 (polyethyleneimine, PEI) 是目前最常用也是最有效的基因载体之一。它具有高附着性和吸附性 ，氨基能与羧基反应生成氢键。 氨基能与羧基反应生成离子键。 氨基能与碳酰基反应生成共价健。 聚乙烯亚胺由于具有极性基团（氨基）和疏水基（乙烯基）结构，能够与不同的物质相结合。利用这些综合结合力，可广泛应用于接着，油墨，涂料，粘结剂等领域。它还具有高阳离子性 聚乙烯亚胺在水中以聚合阳离子存在，可以中和和吸附所有阴离子物质，还能螯化重金属离子。利用其高度的阳离子性，可以应用于造纸水处理，电镀液，分散剂领域。在 PEI 分子主链上每 3个原子就有一个能被质子化的氨基氮原子，因此其电荷密度很高，在较宽 pH 范围内有较强的缓冲能力。PEI通过在溶酶体的酸性环境中质子化吸H ，使溶酶体内渗透压升高，最终导致溶酶体膜不稳定而破裂，使 PEI/siRNA 复合物从溶酶体中逃逸出来从而避免siRNA被溶酶体降解。一般来说，PEI分子对siRNA的压缩能力以及转染效率随着分子量的增大而增大，如分子量25 kDa的 PEI 常用作为评价其他材料转染效率的阳性对照。但是PEI分子的毒性会随着分子量的增加而增大，强正电性产生的细胞毒性严重影响其体内的安全应用。虽然低分子量的 PEI具有较低的毒性，但其转染效果也会相应的差很多。
二、要解决的问题
通过背景介绍，我们了解到目前基因治疗的前景，特别是siRNA。同时我们了解到PEI不同分子量对siRNA载药和对动物毒性的研究，即PEI的分子量越大，对siRNA的包载效率越高，但是同时其毒性也越大。小分子量的PEI虽然毒性没有那么大，但是对siRNA的包载性能也相应的下降了。所以我们可以将小分子量的PEI上面连接一个巯基，同时将糊精上面也连接一个巯基。然后将PEI-SH和Dextrin-SH通过二硫键交联起来，然后用其来包载siRNA，这样就解决了小分子量的PEI包载不好siRNA的问题，同时其毒性也大大降低了。另外我们知道目前研究者多说大分子量的PEI包载siRNA进入体内仍旧无法释放的问题，我们做的这个通过二硫键合成的载体在进入体内以后，在大量的谷胱甘肽的存在下可以快速释放药物siRNA。
三、工作计划
2月28日3月17日：完成文献查阅、开题报告等前期工作。
3月18日5月20日：完成研究等相关工作
5月21日6月03日：完成毕业设计的评阅与修改工作。
6月04日答辩前：完成毕业设计的校对等工作。
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