?分子生物學(xué)的發(fā)展使得大量致病基因被鑒定，科學(xué)家在這些研究成果的基礎(chǔ)上發(fā)展了基因治療。基因治療是利用基因載體將治療基因?qū)牖颊唧w內(nèi)，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(zhàn)之一是外源治療基因會被體液和胞外空間的核酸內(nèi)切酶降解。治療基因在目標組織中的選擇性積累、細胞內(nèi)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(zhuǎn)錄和表達。因此，設(shè)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(nèi)切酶降解并延長其在體內(nèi)的循環(huán)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(zhuǎn)染效率。理論上，病毒載體轉(zhuǎn)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(yè)化、大規(guī)模瞬時轉(zhuǎn)染表達重組蛋白領(lǐng)域*泛使用的基因載體和轉(zhuǎn)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(yè)大規(guī)模瞬時轉(zhuǎn)染領(lǐng)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(zhuǎn)染效率，所以作為基因轉(zhuǎn)染的黃金標準而常被用來參照。PEI形成復(fù)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(zhuǎn)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(guī)律與其他聚陽離子類似。

　　目前使用廣泛的陽離子聚合物轉(zhuǎn)染試劑是PEI。PEI制備簡單，價格便宜，有線狀和枝狀兩種商業(yè)試劑可選，是瞬時轉(zhuǎn)染放大轉(zhuǎn)染試劑的較好選擇，是非常有潛力的非病毒質(zhì)粒載體試劑。

　　由于PEI帶正電荷，與帶負電荷的DNA結(jié)合形成帶正電荷的PEI-DNA復(fù)合物，可以與帶負電荷的細胞表面結(jié)合。PEI-DNA復(fù)合物通過胞吞作用進入細胞內(nèi)部形成內(nèi)涵體，之后一部分從內(nèi)涵體中逃逸進入細胞核內(nèi)，未逃逸的進入溶酶體被降解，無法入核的DNA會在100min內(nèi)被胞漿中的DNA酶降解。