在基因治療的各種基因傳遞載體中,病毒載體具有較高的基因轉(zhuǎn)染效率(通常高于90%)。但由于病毒載體存在極大的安全隱患而嚴重限制了其使用,臨床試驗中有多例死亡案例。因此,近幾十年來,陽離子型聚合物載體因其高安全性和結(jié)構(gòu)可調(diào)控性而受到廣泛關(guān)注。然而,常用的聚合物載體與DNA的綁定作用較弱導致二者復合后的穩(wěn)定性較差,使得這些聚合物載體的抗血清能力和最終的基因轉(zhuǎn)染效率等遠不如病毒載體。
中國科學技術(shù)大學高分子科學與工程系的尤業(yè)字教授課題組發(fā)現(xiàn)陽離子型聚合物載體的膠束化能使聚合物的正電荷在所得膠束表面進行緊密堆積,使得形成的納米膠束表面電荷密度遠大于膠束化前的聚合物,進而提高其與DNA的綁定能力。于是,他們選用聚合物基因載體中最常用的“黃金標準”?聚乙烯亞胺(PEI)為被修飾分子,利用PEI上的氨基,在巰基化試劑(Traut試劑)的作用下,將氨基轉(zhuǎn)化為巰基,然后加入末端含二硫吡啶基團的全氟疏水鏈(-C7F15),通過巰基?二硫鍵交換反應(yīng),成功將疏水氟鏈通過生物可還原的二硫鍵與PEI鍵接上。所得的兩親性的分子PEI-SS-C7F15在水中能具有良好的膠束化能力,膠束大小可以通過聚合物濃度調(diào)控,而且氟鏈極低的表面能和一定的剛性使得形成的納米膠束具有很好的穩(wěn)定性。在不同尺寸的納米膠束中,10nm的納米膠束具有最高的表面電勢(+64mV)和DNA綁定能力(CE50=0.23),能在較低的氮磷比(N/P=1)下將質(zhì)粒DNA壓縮好,最終達到可與病毒載體相比擬的基因轉(zhuǎn)染效率(約95%)。
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