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线性聚赖氨酸提高稳定性2022-01-11 09:14:35

由于PLL/DNA复合物纳米粒子表面带大量的正电荷,虽然能够与带负电荷的细胞膜相互吸引,但是同时也容易产生细胞毒性,而且与血清中带负电荷的蛋白吸附导致复合物纳米粒子之间发生团聚而被清除。为了降低正电荷密度和细胞毒性,一些研究者将亲水性的低分子聚合物接枝到PLL上。被研究最多的一种亲水性聚合物是PEG,PEG在PLL/DNA复合物纳米粒子的外围形成一层保护层,在血清中PEG分子链处于伸展状,像一层分子刷阻碍复合物纳米粒子之间、复合物纳米粒子与血清蛋白之间相互靠近,从而减少团聚或聚集现象,提高稳定性及基因转染效率。

Kakizawa等在PEG-b-PLL大分子链的PLL段引入一部分谷胱甘肽基团,谷胱甘肽的巯基之间相互反应形成二硫键,使得复合物纳米粒子交联,而PEG则伸展在核外围形成保护层,通过“空间位阻 效应”提高复合物纳米粒子之间以及复合物纳米粒子与血清蛋白之间的稳定性。Rice课题组用末端含有半胱氨酸残基的低分子量聚赖氨酸包裹 DNA,通过二硫键的交联提高复合物纳米粒子的稳定性,与市售脂质体相比,基因转染效率明显提高,特别是用在HepG2细胞系。除此之外,还有一些研究者将葡聚糖、水解聚马来酸酐(HPMA)、直链淀粉以及麦芽糖分别接枝到PLL上,提高复合物纳米粒子的稳定性,从而提高 PLL的基因转染效率。
 
PLL的分子结构虽然很容易被质子化,但是缺乏缓冲能力,导致其不能携带DNA从溶酶体中快速逃离,这是PLL基因转染效率低的一个重要原因,因此,一些研究者通过在 PLL 链上引入质子化基团的方法来增强 DNA 溶酶体逃离能力。最典型的是引入组氨酸形成 His-Plk,通过组氨酸咪唑基团 “质 子 海 绵 效应“增强其缓冲能力,胀破溶酶体,使 PLL/DNA 复合物纳米粒子得 到 释 放,更多的DNA 分子有机会被表达从而提高基因转染效率。
 
Zhou等合成了含糖和组氨酸的多功能聚合物P(His-co-DMAEL),得到了一种 PLL/pDNA/P(His-co-DMAEL)三元复合物纳米粒子基因载体体系,该体系有更好的质子缓冲能力,DNA更容易从溶酶体中逃离,具有更高的基因转染效率。
 
出自《聚赖氨酸在基因治疗技术中的研究进展》作者李从欣,王雪,张晴。