非病毒载体系统是实现基因治疗的关键2021-12-15 09:29:09
人骨髓间充质干细胞(hMSCs)是一种多功能细胞,具有免疫抑制特性,能分化成不同类型的细胞,包括成骨细胞、肌细胞、软骨细胞和脂肪细胞等。干细胞强大的分化能力使其在受损组织的重建和修复中具有很好的应用前景。基于它的这些特性,研究者们考虑将干细胞作为模型细胞,研究其基因治疗效果。而开发一种安全的,转染效率高的非病毒载体系统是实现基因治疗的关键。之前的一些研究表明,聚酰胺胺树状大分子能够作为有效的基因载体,对人骨髓间充质干细胞进行基因转染。聚酰胺胺树状大分子是一种高支化的,单分散性的合成高分子,具有球形的几何结构,精确的分子结构和丰富的表面官能基团。树状大分子独特的结构特点能使其作为载体应用于癌症诊断,药物传递和基因传递。虽然树状大分子存在着很多优点,但其在基因传递中的应用也存在着一定的问题,比如固有的生物学毒性,较低的基因转染效率和非特异性。因此,可通过对树状大分子的表面修饰和内部结构改性降低细胞毒性,提高转染效率并实现对细胞的特异性识别。
为了降低基因传递过程中的细胞毒性,可对树状大分子的表面进行适当的修饰,通过取代部分表面氨基以减少其对细胞的伤害。聚乙二醇(PEG)化已被证明是提高树状大分子生物相容性的一种有效策略。目前已有文献报道,聚乙二醇化的聚酰胺胺树状大分子拥有较低的细胞毒性和较强的基因传递效率。这是因为聚乙二醇能减少树状大分子与血清蛋白的非特异性相互作用,避免了树状大分子被免疫系统识别。由于聚乙二醇又可与寡核苷酸,多肽以及纳米颗粒共价连接,因此,可以在树状大分子表面经聚乙二醇链与靶向试剂连接,通过特异的配体-受体相互作用赋予树状大分子对特定细胞的靶向识别能力。细胞表面的整合素受体在很多类型的细胞中都过量表达,包括人骨髓间充质干细胞,胶质瘤细胞,卵巢癌细胞和乳腺癌细胞,这些细胞对精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸氨基酸序列肽(RGD)都有很高的亲和力。因此,RGD 多肽被认为是一种优秀的靶向配体,在生物医学应用方面有很好的前景。
最近的研究报道证实,RGD多肽修饰的树状大分子对整合素过量表达的癌细胞具有明显靶向特异性,可实现其在药物治疗和基因治疗中的应用。除了通过对树状大分子表面进行修饰以提高基因传递效率以外,树状大分子34同样应该通过保持其三维立体构象来提高对DNA的结合能力。
出自《基于超支化大分子的多功能纳米平台的构建及其基因治疗应用》作者孔令丹。
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