分子生物學的發展使得大量致病基因被鑒定，科學家在這些研究成果的基礎上發展了基因治療。基因治療是利用基因載體將治療基因導入患者體內，進而表達功能蛋白以達到治療的目的。基因治療傳遞DNA面臨的挑戰之一是外源治療基因會被體液和胞外空間的核酸內切酶降解。治療基因在目標組織中的選擇性積累、細胞內化以及從溶酶體逃逸這些問題對所有核酸治療劑都是需要克服的。DNA必須輸送至細胞核以允許獲得轉錄和表達。因此，設計和制備安全高效的基因載體來壓縮并且保護治療基因以免被核酸內切酶降解并延長其在體內的循環時間顯得尤為重要。目前，基因載體主要分為兩大類：病毒載體和非病毒載體。
最初受到重視的基因載體是病毒，因為其具有較高的轉染效率。理論上，病毒載體轉染效率為100％。
陽離子聚合物-聚乙烯亞胺（PEI）是目前報道的工業化、大規模瞬時轉染表達重組蛋白領域*泛使用的基因載體和轉染試劑。人胚胎腎細胞（HEK293）和中國倉鼠卵巢細胞（CHO）細胞是目前工業大規模瞬時轉染領域使用廣泛的宿主細胞。PEI是基因載體中最常見的陽離子聚合物之一，因為其具有高的轉染效率，所以作為基因轉染的黃金標準而常被用來參照。PEI形成復合物的最佳分子量通常在5～25kDa之間。高分子量PEI一般比低分子量PEI有更高轉染效率，但問題在于，高分子量的PEI往往有較高的細胞毒性，這一規律與其他聚陽離子類似。
目前使用廣泛的陽離子聚合物轉染試劑是PEI。PEI制備簡單，價格便宜，有線狀和枝狀兩種商業試劑可選，是瞬時轉染放大轉染試劑的較好選擇，是非常有潛力的非病毒質粒載體試劑。
由于PEI帶正電荷，與帶負電荷的DNA結合形成帶正電荷的PEI-DNA復合物，可以與帶負電荷的細胞表面結合。PEI-DNA復合物通過胞吞作用進入細胞內部形成內涵體，之后一部分從內涵體中逃逸進入細胞核內，未逃逸的進入溶酶體被降解，無法入核的DNA會在100min內被胞漿中的DNA酶降解。
更新時間：2022-03-28
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