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树枝状高分子聚酰胺-胺(PAMAM)是近十几年发展起来的一类具有三维结构、高度有序的新型高分子，其具有高度对称性、单分散性和功能性等优点。由于PAMAM分子的外端和分支上含有大量的伯胺仲胺正电性基团，使得它具有结合负电性基因的能力。基因是一种带负电荷的柔性长链大分子，在没有外力或载体作用的情况下很难穿过同样带负电的细胞膜而进入细胞。因此，在基因治疗中，需要借助一个安全、稳定、转染效率高的载体把外源性基因导入靶细胞。目前常用基因载体有病毒载体和非病毒载体。病毒载体具有转染效率高，表达稳定的优点，但是它潜在的免疫反应性和致突变性对人类危害很大；非病毒载体虽然转染效率不及病毒载体高，但是由于其安全性较高，关于它的研究和临床应用越来越广泛，包括聚乙烯亚胺(PEI)、多聚赖氨酸(PLL)、壳聚糖及其衍生物、和上述聚酰胺-胺(PAMAM)等。PAMAM含有大量氨基团，结合压缩DNA能力好，但是具有一定的细胞毒性；低分子量多聚赖氨酸PLL毒性小，但分子伯胺基数量较少，较难与DNA形成稳定的复合物；高分子量多聚赖氨酸PLL细胞毒性较大，另外其与DNA形成的复合物容易聚集沉淀。
基于以上PAMAM和PLL的特点，本研究设计将小分子PLL(MW 300～1000)接枝到4代PAMAM(MW 1.42×104)表面的氨基上，形成以PAMAM为核心，多个小分子低聚PLL链为外层的多臂接枝聚合物PAMAM-PLL，外层PLL可以改善PAMAM的生物相容性，并提高聚合物表面氨基浓度，增强DNA结合能力，从而形成一种新型阳离子聚合物非病毒载体。
本文研究合成4代PAMAM G4.0，对PAMAM G4.0进行修饰，制得聚合物PAMAM-PLL，考察PAMAM-PLL的细胞毒性，PAMAM-PLL与DNA结合形成复合物的物理化学和生物学性能，PAMAM-PLL作为基因传递系统的体外转染效率和体内防治血管成形术后再狭窄的疗效。主要探讨以下几方面的内容：
1.PAMAM G4.0和PAMAM-PLL的合成与表征。用发散法合成PAMAM G4.0，三光气法合成环状赖氨酸，PAMAM引发环赖氨酸开环形成带保护基团的PAMAM-PLL(Z)，用酸解法脱保护基得到PAMAM-PLL;用TOF，1HNMR，IR，CD和DSC对所合成聚合物进行表征，证明PAMAM G4.0成功合成，PAMAM-PLL脱苄完全，并计算各种聚合物的分子量。
2.几种聚合物的毒性研究。用MTT法比较几种不同接枝长度的PAMAM-PLL和PAMAM G4.0、PLL15000和PEI等的对Bel 7402细胞的毒性，证明三种PAMAM-PLL毒性比其它聚合物要低；用PAMAM-PLL转染Bel 7402、Hela和NIH3T3三种细胞，结果是Bel 7402耐毒性最强，NIH3T3耐毒性最弱。
3.PAMAM-PLL/DNA复合物性能的研究。用粒径-Zeta电位分析仪测定复合物粒径分布和表面电位;用凝胶电泳实验考察PAMAM-PLL压缩DNA的能力，在N/P比2以上，几种PAMAM-PLL均可完全压缩DNA;观察PAMAM-PLL 3.8/DNA复合物在N/P比等于40的SEM和AFM电镜图，复合物形成粒径小，分布均一的纳米粒子。
4.PAMAM-PLL携带DNA进行体外细胞转染的研究。相同条件下，PAMAM-PLL的转染率要明显高于PAMAM G4.0和PLL，证明聚合物经过化学修饰达到了提高转染率的效果；与Sigma的Lipofectamine 2000相比，聚合物PAMAM-PLL3.8转染率能够达到其最佳转染率的75％；考察浓度、时间、血清和细胞类型对转染率的影响。
5.PAMAM-PLL介导pEGFP-VEGF165基因治疗兔颈总动脉血管成形术后再狭窄的研究。PAMAM-PLL 3.8介导pEGFP-VEGF165治疗血管成形术后再狭窄，内膜增生厚度显著低于盐水对照组，初步证明PAMAM-PLL作为基因载体在体内的应用有一定疗效。
综上所述，本文合成了PAMAM G4.0并通过修饰得到PAMAM-PLL。PAMAM-PLL/DNA复合物具有良好的物理化学和生物性特性。PAMAM-PLL的细胞毒性比PAMAM G4.0和大分子PLL要低，而体外细胞转染细胞则要更高，体内治疗兔颈总动脉血管成形术后再狭窄的效果明显比盐水组好，证明修饰产物PAMAM-PLL作为基因载体的疗效对比PAMAM G4.0和大分子PLL确实得到了改善。