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摘要近年来，药物研发企业对生物大分子药物的开发实现了跨越式发展，随着生物药在全球医药市场中占的比重越来越大，药企巨头们对生物药的研发投入也越来越大。在生物大分子药物的研发过程中，递送载体技术的开发是其中的一个关键环节。在本论文中，作者结合有机合成化学、材料学等学科知识，成功设计、合成了一系列GSH响应的聚二硫阳离子高分子载体（poly(disulfide)s,CPDs），随后结合生物学、药剂学等学科知识，成功将此类有机非病毒载体应用于一系列生物大分子药物的胞内递送及治疗中，本文主要开展了以下两个方面的研究：<br>　　1，在过去的几年中，由于成簇的规律间隔的短回文重复序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR）-Cas9（核酸酶）技术的普及，全球基因组编辑研究也呈现出井喷式的发展。CRISPR-Cas9这一新兴的基因工程技术在基础生物学、生物医学工程、医药等诸多领域中都展现出了巨大的应用前景。不仅如此，基于CRISPR-Cas9的基因组编辑工具的胞内递送也吸引了越来越多生物医学等领域研究人员的目光。但由于缺乏能够介导其高效、安全体内外递送的载体，严重阻碍了CRISPR-Cas9技术在治疗中的应用。因此，我们设计了一系列聚二硫阳离子材料（DET-CPDs），这种高分子载体由含有阳离子的二亚乙基三胺部分单体1（M1）和含有胍基配体的单体2（M2）通过随机共聚得到。通过筛选发现，其中的DET-CPD-12是一种高效的三种基因编辑工具（Cas9质粒,Cas9-mRNA,RNP）通用递送平台。这种设计的聚二硫阳离子材料优异的递送性能源于其能通过多种非共价相互作用与基因编辑工具生物大分子形成纳米粒子，通过细胞表面的硫醇介导的“硫巯交换”反应有效的实现胞内递送,以及通过“质子海绵”效应展现优秀的内体逃逸能力。此外，细胞内的谷胱甘肽对聚二硫化合物中二硫醚主链的降解不仅促进了CRISPR-Cas9工具在细胞质中的释放，还最大限度的减少了不可降解聚合物经常遇到的细胞毒性问题。这些优点使得聚二硫阳离子材料可以介导不同形式的CRISPR-Cas9工具在体外和体内均可实现高效胞内递送，随后对相应的目标基因位点产生优异的基因组编辑效率。<br>　　2，在第一部分工作的基础上，我们进一步合成了带有含有胍基配体的单体2（M2）和苯硼酸的单体3（M3），通过随机共聚合成了一系列双官能团修饰的聚二硫阳离子高分子材料（PBA-CPDs）。其中的PBA-CPD-6可以通过多种非共价相互作用力与多种天然、未修饰的蛋白质和多肽复合形成稳定纳米粒子，具有很好的蛋白质胞内递送的普适性，不需要考虑它们的化学结构、分子量及等电点（pI）。同样经过前文提到的，PBA-CPD-6/蛋白质纳米复合物可以通过细胞表面的硫醇介导的“硫巯交换”反应有效的实现胞内递送，并在胞内丰富的GSH作用下降解，实现多种功能蛋白质的释放，同时保持蛋白质的活性，并且大大降低了材料对细胞的毒性。值得注意的是，使用透明质酸包裹的聚二硫阳离子材料和蛋白复合物可以实现皂草素（saporin）在小鼠体内的全身输送，从而证明了它们在体内的治疗潜力。