为了构建安全有效的基因载体，我们用体内天然存在的专职基因凝聚单体一精胺作为基本构建单元，合成了一类能够并实现基因复合、内吞逃逸、基因释放和自身无毒化代谢，并且可通过表面修饰进一步兼顾体内循环和细胞靶向的聚阳离子基因载体。这一类聚阳离子的特点包括：有足够的质子化氨基形成高密度的正电荷以凝聚带有负电荷的基因物质；能够通过降解回到精胺的初始内源性状态完成自身的无毒化代谢(因为聚阳离子均有化学毒性)，释放其所凝聚的基因物质，甚至通过所释放的精胺的游离氨基协助基因的内吞逃逸。　　 首先，我们将精胺的四个氨基中的两个伯胺基选择性保护后，分别与乙二醇二氯甲酸酯和琥珀酰氯反应聚合成含有氨酯和酰胺结构的聚阳离子，然后进行脱保护置换出伯胺基，经透析去除小分子杂质得到所需分子量的聚阳离子。我们分别命名两个聚阳离子为Polycarbam-SP和Polyamide-SP。另外，利用乙二醛与未保护的精胺的两个伯胺反应，合成了通过碳氮双键聚合，并经透析纯化得到另一个聚阳离子(命名为Polymine-SP)。我们统称精胺作为骨架的基本构建单元的聚阳离子为Polylink-SP。若在Polylink-SP合成前，对精胺结构的一端进行PEG化，则可容易地制备端头PEG化的PEG-Polylink-SP。　　 鉴于聚阳离子的降解在基因输送过程中的功能，我们考察了三种Polylink-SP在37℃下，pH=7.4的缓冲溶液中的水解速率，其中Polycarbam-SP(含氨酯键)和Polyamide-SP(含酰胺键)的降解速率较慢,14天后聚合物的平均分子量分别降至66％和34％。而Polymine-SP(含碳氮双键)十几个小时内即可以大部降解。　　 聚阳离子基因载体可以通过静电作用与质粒形成复合物。我们通过凝胶电泳、动态光散射和ζ电位实验检测考察了上述三种Polylink-SP凝聚基因物质形成纳米颗粒(Polyplex)的能力。在凝胶电泳上，通过氨酯和酰胺键连接的聚阳离子(Polycarbam-SP和Polyamide-SP)与DNA质粒的质量比达到3时，DNA的迁移带完全消失，说明DNA已被可聚阳离子完全凝聚。通过碳氮双键连接的聚阳离子(Polymine-SP)在质量比为1时，DNA在电泳上的迁移就完全消失。这可能部分地由于Polyimine-SP的氨基密度(单位质量拥有的氨基)大于另外两个聚阳离子1.4倍，部分地由于Polymine-SP的分子量更大。质量比3-12之间时，上述三种聚阳离子与基因形成的复合物的粒径都在200nm以下，电势在40mV或30mV以下，这些特性表明该类聚合物能够有效地将基因凝聚成纳米颗粒。　　 更为重要的是这些Polylink-SP系列的聚阳离子用于基因转染时显示了与常用基因转染试剂(只能作为实验试剂而因毒性不能走向临床的聚阳离子)相当或更好的生物活性。Polycarbam-SP和Polyamide-SP用于荧光素酶和绿色荧光蛋白两种报告基因在COS-7和293ft细胞中的表达时，其效率与阳性对照组——分子量为25kDa的Polyethylenimine(PEI-25KDa)相当。而Polymine-SP在最佳聚阳离子/基因质量为7时，对相同报告基因的COS-7细胞转染效率比阳性对照组高出一个数量级。同样有意义的是Polylink-SP系列的聚阳离子对于COS-7细胞的毒性均低于PEI-25KDa，特别是其中基因转染活性最高的Polyimine-SP的细胞毒性是其中最低的。这一结果(虽然还有待更多的重复实验确认)初步支持了我们设计思路，即聚阳离子的适时降解同时完成了两个有意义的动作：基因物质在细胞中的释放及聚阳离子本身在细胞中的代谢。　　 与其它聚阳离子基因载体一样，对Polylink-SP系列进行PEG化，进一步降低了细胞毒性，有些聚阳离子在实验范围内几乎没有显示出细胞毒性。另外，荧光探针示踪实验表明，Polylink-SP系列的聚阳离子与荧光基因形成的纳米颗粒(Polyplex)附着在细胞核表面，证明了载体的内吞逃逸效益。siRNA基因沉默实验中，聚合物也显示出较高的基因沉默作用。　　 作为总结，我们利用人体的内源性分子合成的符合基因转染生物学路经的聚阳离子基因载体的思路得到了初步实验结果的支持。按照这一思路进行进一步结构优化有望导致无毒、高效的基因凝聚聚阳离子。这些聚阳离子结构简单、化学动态、一举多能的特点为安全、简单、高效并且可临床化的类病毒基因输送颗粒的构建提供了作为核心素材。