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脂质体包括阳性、中性和阴性脂质体,其中阳性脂质体研究的最为广泛 。自从1987年以来, 众多学者相继合成出许多阳离子脂质体 。所有的阳离子脂质体的一端皆拥有1~2条由12~ 18个碳原子组成的疏水链, 使其在水性介质中形成双层结构, 并包裹DNA;另一端为亲水性的N+, 通过静电力与DNA结合以形成脂质复合物。
脂质体或脂质复合物经静脉注射后,很快被血浆清除并在肺组织中积蓄, 蛋白质主要在肺内皮细胞中表达，通常表达时间较短,一般在给药后4~ 24h即达峰, 1周后消失 。因此,阳离子脂质载体在治疗一些肺部疾病如肺代谢性疾病、门脉高压和急性呼吸窘迫综合征等有较好前景 。脂质体或脂质复合物也可直接应用于病变部位以避免静脉给药选择性差的缺点。
目前虽然在阳离子脂质体构效关系研究的基础上,合成了一些新的脂质载体, 但离理想的脂质载体还相距较远,其主要困难在于体内外转染条件的差别, 而且转染效果还取决于给药途径 。因此, 只有根据实际的临床应用来个性化设计才能获得较为理想的载体, 这无疑给载体的开发带来困难 。脂质体或脂质复合物并没有长期安全性报道。 1 、多聚赖氨酸：聚L-赖氨酸和去唾液酸糖蛋白连接的聚合物用于细胞的基因靶向转移, 其基因转染效果较阳离子脂质体差 。有研究表明 ，在有或无靶向配体的情况下 ，多聚赖氨酸与DNA的聚合物的细胞摄取率和基因转染率都依赖于聚合复合物正电性的存在 。
2 、聚乙烯亚胺( polyethylenimine, PEI) ：PEI阳离子聚合物表面的正电荷与DNA上带负电荷的磷酸基团产生静电作用形成复合物。这种复合物的超分子结构可以描述为一种核-壳结构, 疏水核是部分中和的DNA,外壳则是亲水的阳离子聚合物链段 。这种核-壳结构,增加了体系在血液循环中的稳定性, 保护DNA在传递过程中不受DNA酶或巨噬细胞的降解 。PEI阳离子聚合物由于其自身具有缓冲容量, 在不需要加入吞噬细胞或溶酶体溶解剂的情况下就显示出较好的基因转染效果。
3、树突状聚合物：树突状聚合物系一定Mr 范围的聚酰胺和含磷树状聚合物的末端氨基通过静电力与DNA结合形成的一种阳离子多聚物非病毒基因载体，聚酰胺树状聚合物的酰胺键在水或乙醇中的水解,可使基因转染率增加50倍, 其原因可能是水解增加了聚合物的柔韧性。故一些可水解的聚酰胺树状聚合物对体内颈动脉的基因转染比支链PEI更有效 。 壳聚糖作为一种天然阳离子聚合物,通过与DNA以静电方式作用使壳聚糖-DNA体系不被降解, 完全进入细胞 。作为基因载体, 壳聚糖具有细胞毒性低 、生物相容性好 、基因免疫性低和转染效率较高等特点。
壳聚糖-DNA复合物按制备方法主要分壳聚糖及其衍生物的DNA复合物、壳聚糖-DNA纳米微球和壳聚糖自聚体-DNA 。有研究表明 ，壳聚糖的Mr 、DNA复合物的N/P值 、DNA复合物颗粒大小和对壳聚糖的改性及其改性程度是影响这类DNA复合物对细胞的转染效率和是否对特定细胞具有靶向性的主要因素 。壳聚糖载体对质粒DNA有效的凝聚作用和保护DNA不被核酸酶降解是其它高分子载体无法比拟的。 应用于基因转运的无机纳米粒子主要包括硅、铁氧化物 、碳纳米管 、磷酸钙、金属纳米粒子 、量子点等 。无机纳米粒子主要通过穿过细胞膜将药物或生物分子转运到生物体中而起到治疗疾病的作用, 其发挥转染功能的大致过程有：首先,将DNA和RNA等基因治疗分子包裹在纳米颗粒之中或吸附在其表面,通过内吞入胞等方式被转运至细胞内并且被释放 。其次,将DNA导入细胞核并发挥功能。
但目前没法确定DNA进入细胞核的确切途径,学者们主要倾向于两种主要理论: 一种是纳米粒子在内涵体或细胞质中被溶解, 然后释放DNA转运进核; 另一种是携带DNA的纳米粒子直接到达细胞核表面,然后DNA转运进核 。
董伟的研究方向
1.检测肿瘤标志物纳米诊断技术的研发（第一完成人) (国家863重点项目课题, 2007-2010年 ，2007AA021808)
2.TAT介导的新型激发式肿瘤细胞内靶向药物释放体系（第一完成人）（国家973专项基金，2001-2003 ，2001CCC01400）
3.跨血脑屏障基因药物复合功能性超微载体的构建研究 （第一完成人）（国家自然科学基金项目,2004-2006年 ，50373033，与天津市总医院合作）
4.新型基因靶向控释纳米载体材料的研究（第一完成人）（国家教育部“面向二十一世纪国家教育振兴计划 ”项目 ，2000-2003 ，与美国密西根大学合作）
5.纳米量子点的制备及其禽流感病毒检测技术的研究（合作完成人） （国家科技部攻关项目, 2006-2007年，2004BA519A56-04，与北京出入境检验检疫局合作）
6. BD-系列多功能天然高效澄清技术（第一完成人）（国家中医药管理局鉴定项目 ，1996）
7.靶向人脑恶性胶质瘤的复合功能基因投递系统研究（第一完成人）（天津市科委应用基础研究重点项目2005~2008年, 05YFJZJC01000）
8.复合功能靶向基因投递系统的建立（第一完成人）（天津市科委应用基础研究重点项目2005~2007年,05YFJZJC01001）
9.新型靶向激发药物载体系统的研制（第一完成人）（天津市科委应用基础研究重点基金项目, 2001-2004年, 013616611）
10.新型靶向治疗载体系统的研究（第一完成人）（天津市科委重点科技攻关项目 ，2002-2005年, 023111711）
11.介入栓塞治疗用电解脱弹簧圈的研制（第一完成人）（天津市科委重点科技攻关项目，1998-2001年 ，973113310）
12.介入医学导管及弹簧圈(中试) （第一完成人）（天津市科委年重点科技攻关项目 ，2000-2003年,003112511）
13.孕酮免疫纳米微球的制备和临床检测（第一完成人） (天津市自然科学基金项目，1996-1999年 ，963607811 ，与天津市中心妇产科医院合作)
14.靶向人脑恶性胶质瘤的复合功能基因投递系统研究（第一完成人） （天津市国际合作基金项目2005-2007年, 05YFGHHZ20070，与美国密西根大学合作）
15 .CD4+T淋巴细胞绝对计数试剂盒的研制（第一完成人）（横向基金项目,2005~2006年,与协和干细胞基因工程有限公司合作）
16.可注射硫酸钙纳米修复材料的研制（第一完成人） （横向课题 ，与北京市意华健科贸有限公司合作 ，2006-2009）
17.磁性纳米免疫诊断试剂的研究（第一完成人） （横向课题，与天津市九鼎生物技术有限公司合作 ，2004）
18.双亲性复合靶向控释纳米药物制剂（合作完成人）(国家高863重点项目课题, 2007-2010年,2007AA021802,与天津医科大学肿瘤医院合作)
19.大鼠骨髓来源的肝干细胞免疫磁靶向移植治疗急性肝衰竭的实验研究(合作完成人) （国家973项目（2001CB509906） 、国家863重大专项（2002AA205051）与军事医学科学院合作）
20.可降解左炔诺孕酮聚己内酯埋植剂（合作完成人）（国家科技攻关项目,与中国医学科学院合作 ，2004-2006）
21.新型宫内节育器-左炔诺酮宫内缓释系统的临床前研究（合作完成人） （国家科技支撑计划课题，2006-2010，2006BAI03B01 ，与中国医学科学院合作）
22.恶性脑胶质瘤磁靶向热化疗的研究（合作完成人） （国家自然科学基金课题 ，2008-2010，30772245 ，与解放军总医院第一附属医院合作）
23.基因载体细胞内示踪的关键技术研究（合作完成人） （中央级公益性科研院所基本科研业务专项, 2007-2010年, 与中国医学科学院合作）
24.可复用型免疫传感器集成微系统的研究（合作完成人） （天津市应用基础研究重点项目2007-2010年, 07JCZDJC10400 ，与天大电子工程系合作）
25.介入治疗微导管的研制（合作完成人）（天津市科委重点科技攻关项目，1998-2001年 ，973113310 ，与天津市脑系科中心医院合作）
26.防止白内障术后晶体混浊的药物控释纳米载体材料的研究 (合作完成人) （2000-2002年天津市自然科学基金项目，003702711 ，与天津医科大学眼科中心合作）
27.长春新碱靶向控释治疗眼眶腺样囊性癌研究(合作完成人) （天津市卫生局课题 ，与天津医科大学第二医院眼科合作，2007-2008）
28.超微载体介导的RNA干涉hTERT抑制胶质瘤细胞生长及机理研究（合作完成人）（江苏省自然科学创新人才基金, 2005-2007年, BK2004428 ，与江苏省人民医院合作）
29.替莫脞胺纳米微球的制备及其治疗胶质瘤的研究(合作完成人) （江苏省卫生厅医学科技发展基金,2004-2006年,与江苏省人民医院合作）
30.胃癌的抗VEGF抗体载药纳米微粒的制备及应用研究(合作完成人) （广州市科委重点科技攻关项目 ，2003-2005年，与中山大学附属医院合作）
22. EGF纳米微粒治疗糖尿病溃疡的实验研究(合作完成人) （天津市卫生局课题，与天津医科大学代谢病医院合作 ，2006-2007） 1.新型高分子脂质体的多功能组装及对恶性脑瘤的治疗（课题负责人) （国家自然科学基金课题 ，2009-2012，50873076）
2.纳米量子点标记肿瘤标志物及其检测技术研发（课题负责人) （天津市重点支撑计划项目2009-2012）
3.重大疾病综合检测生物芯片研发与应用（合作负责人）国家科技支撑计划课题（2008-2010 ，2008BAL52B03 ，与解放军九四医院合作）
4.磁靶向纳米载体介导C3联合自体激活雪旺和骨髓间充质干细胞修复脊髓损伤的研究（合作负责人）（国家自然科学基金课题，2009-2012 ，30876203 ，与天津市总医院骨科合作）
5.靶向基因超微载体系统预防冠脉搭桥术后再狭窄实验研究（合作负责人）（天津市卫生局课题，天津市总医院心胸外科合作 ，2007-2009）
6.载药纳米缓释制剂治疗口腔牙周炎的研究（合作负责人）（天津医科大学课题 ，与天津医科大学附属口腔医院合作，2007-2009）
7.牙科无痛治疗用新型纳米麻醉剂应用基础研究（合作负责人） （国家自然科学基金课题 ，2010-2012 ，30876203，与天津医科大学附属口腔医院合作）
1.生物可降解的聚乙烯亚胺的合成及其在基因传递和基因治疗中的应用，具体为：设计、合成并筛选具有基因转染功能的阳离子聚合物并研究它们在体外（细胞水平）和体内（C57小鼠）的基因转染性能 ，将所筛选的高效低毒的基因载体用于RNA干扰实验 ，进行肿瘤基因治疗和基因功能研究 。
2.精细化学品（中间体，添加剂）及医疗用表面活性剂的合成 ，生物活性分子的修饰及生物分子化学偶联技术。
3.诊断工具酶的表达与纯化及其PEG修饰 ，具体为：首先表达纯化各种用于临床生化诊断的工具酶，然后进行配方研究或对工具酶进行PEG修饰 ，以便使工具酶能够在溶液状态下保存一年以上 ，从而达到产业化的要求 。
4.纳米金及半导体纳米粒子量子点(Quantum Dots)的制备及其在生物医学诊断方面的应用研究,具体为:首先合成Quantum Dots,然后用它标记抗体，用于医学诊断,研究开发新的诊断方法 。
主持国家自然科学基金项目(批准号：30870625): 细胞穿透肽和靶向分子自组装连接的仿病毒纳米颗粒基因载体的研究。
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