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基质介导传递系统即用高分子支架负载DNA或基因载体／DNA复合物,在高分子支架支持细胞贴壁生长的同时通过高分子的降解来控制释放DNA。基质介导传递系统可以实现对靶组织的局部基因转染,克服基因传递中细胞外屏障,避免对非靶组织的毒性,防止DNA被快速清除,维持局部DNA的浓度。通过修饰或改性高分子基质和基因载体的性质可以提高基因传递的效果。在第一章中,综述了基质介导基因传递系统的研究现状。介绍了用于基质介导基因传递系统的非病毒载体、用于基质介导基因传递系统的高分子基质,以及负载载体／DNA的基质介导传递系统的研究进展。在第二章中,制备了负载Ca-P／DNA共沉淀的快速降解的胆酸功能化的星型聚乳酸(CA-(DLL)n)膜,并研究了其体外介导细胞转染的性能。报告基因质粒pGL3-Luc和pEGFP-C1的表达结果表明负载Ca-P／DNA共沉淀的膜介导基因表达的水平与溶液相基因表达的水平相当。由于包封Ca-P／DNA共沉淀的CA-(DLL)n膜降解速率快,更有利于Ca-P／DNA共沉淀的释放,因此与包封Ca-P／DNA共沉淀的线性聚乳酸PDLLA膜相比,包封Ca-P／DNA共沉淀的CA-(DLL)n膜具有更高的转染效率。在转染过程中,所有的膜都没有表现出对细胞的额外毒性。在第三章中,制备了负载Lipofectamine 2000/DNA复合物的快速降解的胆酸功能化的星型聚乳酸膜,并研究了其体外介导细胞转染的性能。制备中首先用水溶性高分子PHEA保护Lipofectamine 2000/DNA复合物,再把它负载或包封在快速降解的胆酸功能化的星型聚乳酸膜中介导基因转染。PHEA的加入能显著提高pGL3-Luc和pEGFP-C1质粒对293T、3T3和HeLa细胞的固相转染效率,使固相转染效率接近溶液转染效率。并且在细胞转染过程中,聚合物降解并没有对基因转染产生不良影响。在第四章中,用肝素和生物素化肝素通过静电作用改性PAMAM／DNA复合物分别制备了PAMAM/DNA/Heparin和PAMAM/DNA/Heparin-biotin复合物用于介导细胞转染。肝素和生物素化肝素的加入能够降低细胞毒性。体外基因转染实验显示引入肝素可以提高PAMAM/DNA/Heparin复合物对HeLa、293T、COS-7细胞的转染效率,这是因为肝素中和了复合物表面部分电荷,提高了其对细胞的生物相容性。细胞吞噬实验表明生物素化肝素可以显著提高HeLa细胞对PAMAM/DNA/Heparin-biotin复合物的摄取率。与PAMAM/DNA/Heparin复合物相比,引入生物素化肝素可以提高PAMAM/DNA/Heparin-biotin复合物对HeLa细胞的转染效率。但并不能进一步提高其对293T和COS-7细胞的转染效率。这是因为生物素的存在提高了HeLa细胞对复合物的特异性内吞。在第五章中,制备了负载PAMAM/DNA/Heparin和PAMAM/DNA/Heparin-biotin复合物的快速降解的胆酸功能化的星型聚乳酸(CA-(DLL)n)膜,并研究了其体外介导细胞转染的性能。报告基因质粒pGL3-Luc和pEGFP-C1的表达结果表明在添加水溶性高分子PHEA保护DNA活性的前提下,负载PAMAM/DNA/Heparin-biotin复合物膜介导HeLa细胞基因表达的水平高于负载PAMAM/DNA和PAMAM/DNA/Heparin复合物的膜,而负载不同复合物的膜介导293T细胞基因表达水平却没有显著差异,说明生物素的引入在DNA活性基本保持不变时,可以增强对靶向细胞的固相转染效率。在第六章中,为了进一步提高转染效率,通过加入核定位信号蛋白HMGB1,制备了PAMAM/DNA/HMGB1/Heparin-biotin (PAMAM/DNA/HMGB1/HB)复合物用于介导细胞转染。首先利用核定位信号蛋白HMGB1与DNA之间的亲和力,将HMGB1与DNA复合得到DNA/HMGB1复合物,再将其与PAMAM复合,最后用生物素化肝素修饰,得到PAMAM/DNA/HMGB1/HB复合物。其中生物素用于增强癌细胞对复合物的摄取率；PAMAM的高缓冲能力有利于复合物从内涵体逃逸；而HMGB 1则用于细胞核定位和核主动转运。细胞吞噬实验表明生物素化肝素可以显著提高HeLa细胞对PAMAM/DNA/HMGB1/HB复合物的摄取率,而核定位信号蛋白则显著提高了复合物的入核效率。体外基因转染实验表明加入了核定位信号蛋白的PAMAM/DNA/HMGB1/H B复合物对HeLa、293T、COS-7细胞的转染效率均有明显提高,这是由于核定位信号蛋白HMGB1能提高复合物进入细胞核的效率。