一、技术背景
现阶段,基因递送系统主要分为病毒载体和非病毒载体。病毒载体可以高效进入特定细胞,但存在安全问题。非病毒载体主要包括脂质体(liposome)、壳聚糖载体(chitosan)、无机纳米粒子以及阳离子多聚物(如聚乙烯亚胺PEI及其衍生物)等,但多数难以在毒性以及转染效率之间找到平衡点。例如,常见的阳离子脂质体,在重复使用时易诱发体内抗炎活性,且与巨噬细胞长期共存会引发高水平的毒性。
近年来,高分子囊泡(polymer vesicle)作为新的基因递送系统,开始引起人们的关注。高分子囊泡具备优良的稳定性及生物相容性,在生物医学领域具有较大应用潜力。高分子囊泡一般由两亲性嵌段聚合物在水中组装形成,其特有的双层膜结构与细胞膜相类似,内部存在着空腔,是一种理想的载体材料。同时,由于高分子链段具有可设计性,在针对不同的应用体系时,可以进行针对性修饰以达到特定需求。
细胞对高分子囊泡具有主动内吞的作用,利用高分子囊泡的空腔在水溶液中包载核酸,可以提高核酸转染细胞的效率;同时,致密的囊泡膜可以保护核酸在递送过程中免受酶降解,并在细胞内部定向释放,达到递送基因的目的。现阶段,我组已开发至第二代可用作核酸试剂的高分子囊泡。
二、技术原理
第一代高分子囊泡核酸试剂,具有类似于细胞核核膜的囊泡结构。通过调节溶液pH值至5.5左右,可以打开囊泡膜上的孔道,使核酸进入囊泡内部的空腔;将pH值调至中性,可以关闭孔道,形成致密的膜结构以保护核酸。囊泡被细胞内吞后,可以通过质子海绵效应释放核酸,达到递送基因的目的。
第二代高分子囊泡核酸试剂在第一代基础上更进一步,只需要调节水溶液的温度即可实现核酸的包载。在室温下,囊泡膜上的通道打开;32℃以上时,通道关闭。可以方便地进行核酸的包载与释放。
三、应用影响
1、细胞转染。
2、基因编辑。