基因治疗和基因沉默需要传递材料将siRNA或者DNA有效、安全、靶向地传送到人体内的病灶细胞。因为聚阳离子或阳离子脂质体很容易与siRNA或DNA通过静电相互作用形成复合物颗粒，从而被广泛作为非病毒载体体系。然而由于稳定性、安全性和效率等原因，许多非病毒载体还达不到临床应用的水平。本论文以多肽等天然分子作为基因传递载体的基本构筑材料。首先第二章研究了siRNA与聚阳离子的复合物动力学;然后在第三章中，利用动力学控制的办法，通过DNA和氨基糖苷类分子之间的强相互作用构筑了具有等级外壳结构的高度防水的胶囊;接下来研究了序列固定的多肽与DNA之间的相互作用，并在此基础上设计了具备二级结构的嵌段多肽实现了siRNA的传递;最后，开发了具备多功能的多肽基因传递载体。　　siRNA可以和聚阳离子或阳离子脂质体形成复合物，但这种复合物并不稳定，它会随着时间发生二次聚集到沉淀相分离。相分离的速度与聚阳离子的化学组成密切相关。以树枝状大分子Poly(amidoamine)(PAMAM)为例，siRNA-PAMAM复合物载体的转染效率随着相分离程度的增加而降低。化学交联可以在一定程度上稳定siRNA复合物并维持转染效率不变，但整体转染效率有所降低。　　利用多醇分子与DNA独特的相互作用，简单混合DNA和氨基糖苷类分子，例如卡那霉素等，制备得到了具有等级外壳结构的胶囊。刚性、光滑的外层保持了胶囊的结构;内部的交联网络结构维持胶囊的机械弹性。无论是小分子还是纳米颗粒，都可以通过预先与DNA溶液混合的方式被包载进胶囊。　　聚电解质的电荷密度以及电荷分布是决定聚电解质复合物结构以及复合过程动力学的关键因素。利用三种不同长度的核酸分子，第四章对比研究了它们与多肽(KKKK)5、(KGKG)5、(KGGG)5以及嵌段多肽(KKKK)5-b-(KGGG)5和(KKKK)5-b-(KGKG)5之间的相互作用。带电密度最高的(KKKK)5和21个碱基对的寡聚核苷酸剧烈作用形成大聚集体，随后沉淀;中等带电的(KGKG)5则和寡聚核苷酸在特定+/-电荷比例下作用;电荷密度最弱的与寡聚核苷酸作用很弱，几乎检测不到明显的复合物。同时，混合相同比例的(KGKG)5或(KGGG)5对(KKKK)5与DNA之间的作用影响不大。当寡聚核苷酸与嵌段多肽相互作用时，电荷密度较高的嵌段倾向与核苷酸结合生成复合物内核，而电荷密度较低的嵌段倾向于悬挂在外，防止复合物颗粒进一步的二次聚集。这样带有不同电荷密度的嵌段多肽提高了细胞对于核苷酸的摄取，这为设计高效非病毒载体提供了一条新的思路。　　利用天然多肽较低的免疫原性和序列的多变性，本文设计了能够形成β折叠的嵌段多肽k-β，用于siRNA在动物体内和体外的传递。由于多肽分子之间能够通过β折叠结构相互交联，与siRNA形成了直径小于60 nm的复合物颗粒，稳定性极好并具备一定的基因沉默效率。体内siRNA的分布以及传递效果表明这一载体具有靶向肺器官的功能。这种理性设计的多肽和独特的siRNA传递机制为进一步优化和运用siRNA治疗提供了足够的空间。　　基于穿膜肽的作用原理，本文还设计了多肽k-α，用于增加细胞摄取和内体逃逸;并通过二硫键连接的方式，在k-β多肽上连接PEG嵌段，用来加强载体的血清稳定性。三种不同功能多肽按照合适比例混合后，可以与核苷酸通过非共价作用形成一种直径小于50 nm，包载20个核苷酸分子的多功能基因传递载体体系。这种载体体系最显著的优势在于它的可调节性，每条多肽和多肽每个功能嵌段都可以根据需要被简单替换，为进一步的修饰和改进提供了空间。