田 剛,李 華

(蘭州軍區(qū)烏魯木齊總醫(yī)院神經(jīng)外科,新疆烏魯木齊830000)

基因療法通常是治本而非治標(biāo)的方法,其選擇常遵循“優(yōu)后原則”。因此,為了治療目的要將基因物質(zhì)輸送入細(xì)胞內(nèi)。最近由于對(duì)基因在疾病中的重要性的了解和基因組學(xué)范圍內(nèi)的許多突破,使生物技術(shù)有了很快的發(fā)展,因此對(duì)治療遺傳性和獲得性疾病都提供了極大的希望。特別是某些人工合成的“非病毒性物質(zhì)”作為基因載體很管用。此外,納米顆粒不但可以作為有效的基因載體,而且能同時(shí)攜帶診斷性探針直接“實(shí)時(shí)”觀察到基因轉(zhuǎn)移及其下游過(guò)程。最近對(duì)納米技術(shù)的研究引起了對(duì)藥物或基因輸送技術(shù)的研究和對(duì)近代DNA療法的進(jìn)一步了解。

1 幾種常用的基因載體

1.1 肽類有可能作為對(duì)生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的不同需要而引入有生物學(xué)活性的功能性生物物質(zhì)。Lo等報(bào)道[1],Tat是一種可透入細(xì)胞的陽(yáng)離子肽,能夠增強(qiáng)細(xì)胞攝入更多的許多種類的分子,包括藥物和蛋白質(zhì)。Lo等發(fā)現(xiàn)用與10個(gè)組氨酸殘基共價(jià)結(jié)合的Tat肽(Tat-10H)要比原來(lái)的Tat肽的基因轉(zhuǎn)染活性高7 000倍之多。如果再將兩個(gè)半胱氨酸殘基引入Tat-10H中,則生成的雙半胱氨酰組氨酸肽要比Tat-10H肽的效率更高。這證明應(yīng)用多功能性肽可以有效提高Tat載體的基因運(yùn)送效率。

1.2 脂質(zhì)體是通用的親水和親脂藥物運(yùn)送載體。脂質(zhì)體是納米范圍的雙層磷脂小泡,它實(shí)際上不會(huì)引起毒性或抗原性反應(yīng)?，F(xiàn)在用脂質(zhì)體運(yùn)送藥物已在臨床用于治療癌癥和真菌性疾病。脂質(zhì)體去除巨噬細(xì)胞是目前治療實(shí)體瘤的一個(gè)新方法。脂質(zhì)體,特別是脂類-蛋白質(zhì)復(fù)合物(稱為lipoplexes)能夠競(jìng)爭(zhēng),且超過(guò)病毒基因的轉(zhuǎn)染系統(tǒng)。Schwendener預(yù)測(cè)[2],將來(lái)的藥物運(yùn)送系統(tǒng)主要基于蛋白質(zhì)、肽類、和DNA療法。由于脂質(zhì)體的多樣性,它將在藥物運(yùn)送系統(tǒng)中占據(jù)主要地位。

1.3 polyplex微團(tuán) 基因療法要求無(wú)毒性和高效的DNA和RNA運(yùn)送系統(tǒng)。多聚陽(yáng)離子與DNA的復(fù)合物稱為polyplex,近來(lái)已經(jīng)被認(rèn)為是運(yùn)送基因的良好載體。Han等報(bào)道[3],在側(cè)鏈中具有不同多胺結(jié)構(gòu)的多聚陽(yáng)離子是從核內(nèi)體中逸出所必要的,而聚乙二醇化是為了保持其穩(wěn)定性和生物相容性。應(yīng)用這樣一個(gè)在其側(cè)鏈上有N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙基的polyplex微團(tuán)的聚(乙二氨)-b-聚(N-取代的天門冬酰胺)共聚物形成的polyplex微團(tuán)系統(tǒng),可以得到轉(zhuǎn)染效率很高、細(xì)胞毒性很低的運(yùn)送系統(tǒng),而這后兩種性質(zhì)正是活體內(nèi)基因成功運(yùn)送所必需的。

在骨再生醫(yī)學(xué)中基因療法是一個(gè)很有前途的治療法。但需要有安全和高效的非病毒基因運(yùn)送系統(tǒng)。Itaka等報(bào)道[4]了應(yīng)用生物相容性polyplex納米微團(tuán)進(jìn)行活體內(nèi)基因轉(zhuǎn)移以調(diào)節(jié)骨的再生。

1.4 lipoplex Mozafari等報(bào)道[5],單獨(dú)應(yīng)用無(wú)機(jī)納米粒子,或與膠體顆粒系統(tǒng)(例如納米脂質(zhì)體)聯(lián)合應(yīng)用,證明是運(yùn)送基因的一種先進(jìn)方法,對(duì)基因轉(zhuǎn)移有陽(yáng)性效果。在運(yùn)送核酸中,兩價(jià)陽(yáng)離子的應(yīng)用,特別是應(yīng)用陽(yáng)離子脂質(zhì)體-DNA復(fù)合物(lipoplex)有可能改進(jìn)轉(zhuǎn)染的效率。Tresset等報(bào)道[6],可用一層脂類包裹一個(gè)桿狀的DNA,脂類是作為分子膠。應(yīng)用Ca2+和La3+的轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)證明效果很好。用四價(jià)的精胺聚合成的復(fù)合物對(duì)磷脂的轉(zhuǎn)染效率很高。這些復(fù)合物對(duì)將來(lái)發(fā)展更安全的基因運(yùn)送方法必將有所啟發(fā)。

1.5 電穿孔法是將外來(lái)的不透性分子,例如藥物和基因,植入細(xì)胞中的有效方法。傳統(tǒng)的電穿孔法是應(yīng)用短促的電脈沖。Wang等[7]應(yīng)用一種微流體性電穿孔法(microfluidic electroporation technique),不用脈沖電流,而用恒壓直流電流(DC),這種方法在篩選藥物和基因時(shí)可獲得較高的單位時(shí)間完成量。

自體移植術(shù)(取自病人用于病人)中取自骨髓的間質(zhì)干細(xì)胞(MSC)可用于病人的自體移植。但是對(duì)干細(xì)胞的遺傳修飾的大部分方法,如電穿孔法,其DNA轉(zhuǎn)染的效率僅為約10%。Valero等報(bào)道一個(gè)＞75%的高效方法[8]:在微液態(tài)裝置(microfluidic device)中用單個(gè)細(xì)胞電穿孔法,可高效地用于小范圍內(nèi)對(duì)細(xì)胞的遺傳修飾,這可用于在單個(gè)細(xì)胞水平上研究細(xì)胞的過(guò)程。將來(lái)還有可能應(yīng)用于治療。

1.6 磁轉(zhuǎn)染法 Bhattarai等[9]用己酰氯修飾的、殼聚糖穩(wěn)定的氧化鐵納米顆粒(Nac-6-IOPs)進(jìn)行病毒基因(Ad/LacZ)的運(yùn)送。這個(gè)載體在外界磁場(chǎng)的影響下能和K562細(xì)胞結(jié)合,并在這些細(xì)胞中強(qiáng)力表達(dá)轉(zhuǎn)基因。在活體內(nèi),磁轉(zhuǎn)染法證明,Nac-6-IOPs可以應(yīng)用在其它細(xì)胞系中,作為載體,有很高的轉(zhuǎn)導(dǎo)效率。

我國(guó)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院的Wei等報(bào)道[10],可應(yīng)用聚乙烯亞胺包裹的磁性氧化鐵納米顆粒(稱為polyMAG-1000)作為基因載體。這類納米顆粒能結(jié)合和保護(hù)DNA。當(dāng)納米粒子和DNA的比率為1∶1(v:w)、且磁場(chǎng)存在時(shí),其轉(zhuǎn)染效率最高(51%)。

2 納米技術(shù)

納米顆粒和細(xì)菌均可用來(lái)將基因和蛋白質(zhì)導(dǎo)入哺乳動(dòng)物細(xì)胞中,用以調(diào)節(jié)或改變基因表達(dá)和產(chǎn)生蛋白質(zhì)。我國(guó)學(xué)者北京協(xié)和醫(yī)科大學(xué)的 Li等指出[11],納米顆粒可以作為載體,在體外和體內(nèi)轉(zhuǎn)染特異的基因進(jìn)入細(xì)胞中。Akin等[12]同時(shí)應(yīng)用納米顆粒和細(xì)菌在活體內(nèi)和體外導(dǎo)入基于DNA的藥物分子。在實(shí)驗(yàn)中可用熒光或生物發(fā)光基因作為貨物(cargo)置于納米顆粒上,再將之放在細(xì)菌的表面。當(dāng)和細(xì)胞一同培養(yǎng)時(shí),這個(gè)“微生蟲(chóng)(microbot)”即被細(xì)胞所內(nèi)吞,從納米顆粒上釋放出來(lái)的基因即會(huì)從此細(xì)胞中表達(dá)。用此“微生蟲(chóng)”注射小鼠可見(jiàn)在各個(gè)器官中有發(fā)光,表示基因已表達(dá)。這種新方法可用來(lái)將不同的貨物送入活的動(dòng)物和各種培養(yǎng)的細(xì)胞內(nèi),方法比較簡(jiǎn)便。Han等指出[13],多功能性的金納米顆?？蔀樗幬镞\(yùn)送構(gòu)成高度穩(wěn)定的和多樣性的支架。顆粒的表面可進(jìn)行調(diào)諧以適應(yīng)其特異的目標(biāo)細(xì)胞和控制藥物的釋出。應(yīng)用納米材料作為載體,運(yùn)送治療性物質(zhì)到靶組織中已成為目前的普遍手段,并有很大可能用以治療很多疾病。Cai等[14]運(yùn)用納米技術(shù)運(yùn)送一般的基因,特別是治療眼疾。他們用緊密結(jié)合CK30-PEG的DNA(CK30-PEG為其N端有一個(gè)半胱氨酸殘基和30個(gè)賴氨酸殘基的聚乙二醇)納米顆粒,成功地應(yīng)用于眼、肺、和腦。發(fā)現(xiàn)這些顆粒較其他非病毒載體有較高的轉(zhuǎn)染效率和更長(zhǎng)的表達(dá)時(shí)間,而且沒(méi)有任何毒性或其他副作用。這些顆粒已被安全地應(yīng)用于臨床,且在基因治療的應(yīng)用上有大范圍的有效性。

2.1 多功能外殼型納米裝置(MEND)為了使基因能有效地運(yùn)送至目的細(xì)胞的核內(nèi),非病毒載體必須要克服某些屏障,例如細(xì)胞的質(zhì)膜、核內(nèi)體膜、和核膜。為了克服這些障礙,運(yùn)送系統(tǒng)必須具有各種功能性裝置。困難之點(diǎn)在于如何把這些裝置放在一個(gè)單一系統(tǒng)中,而且使它們每個(gè)都在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候和恰當(dāng)?shù)牡胤狡鹱饔?。Kogure等提出了一個(gè)新的包裝概念[15]:將有各種多功能外殼型納米裝置(MEND)用作為運(yùn)送質(zhì)粒DNA(pDNA)、寡聚脫氧核苷酸、和siRNA的非病毒運(yùn)送系統(tǒng)。現(xiàn)在已有了各種型的MEND。例如,用八聚精氨酸修飾的MEND(R8-MEND)所包裹的pDNA就有顯著的、可與腺病毒相比擬的轉(zhuǎn)染活性,而且R8-MEND的攝入途徑是一種巨型胞飲作用,因此可避免溶酶體的降解作用。通過(guò)活體局部應(yīng)用R8-MEND能將一個(gè)基因運(yùn)送到小鼠皮膚的毛囊中。所以Kogure等認(rèn)為,基于MEND的方法是一個(gè)很有希望的運(yùn)送pDNA和功能性核酸的新的運(yùn)送系統(tǒng)。

2.2 Kumar等報(bào)道[16],聚乳酸/聚甘醇酸共聚物Poly(lactide-co-glycolide).(PLGA)是一種生物相容性的和可被生物降解的聚乳酸和聚甘醇酸的共聚物,能夠運(yùn)送基因。然而用PLGA納米顆粒運(yùn)送基因的缺點(diǎn)是此顆粒帶有負(fù)電荷,難以通過(guò)粘膜屏障。Kumar等將PLGA納米顆粒的表面用陽(yáng)離子殼聚糖修飾以增強(qiáng)其運(yùn)送基因的能力,造成流體動(dòng)力學(xué)直徑＜200 nm的納米顆粒。應(yīng)用帶有編碼綠色熒光蛋白的質(zhì)粒的PLGA顆粒能在體外轉(zhuǎn)染上皮細(xì)胞,但其運(yùn)送基因的效率似尚不如脂質(zhì)轉(zhuǎn)染胺試劑(lipo-fectamine)的高。PLGA還能運(yùn)送基因通過(guò)活體小鼠的鼻粘膜,并在體內(nèi)表達(dá),且不引起炎癥。作者認(rèn)為,殼聚糖修飾的PLGA納米顆粒作為基因載體很有前途。

2.3 You等[17]裝配了用編碼增強(qiáng)綠色熒光蛋白質(zhì)(EGFP)質(zhì)粒所囊包的殼聚糖海藻酸鈉(chitosan-alginate)核殼納米顆粒作為樣板,制作了DNA包裹的平均大小為64 nm(N/P比率為5至20)的納米顆粒。You等發(fā)現(xiàn),這種納米顆粒所達(dá)到的基因表達(dá)水平幾與用聚乙烯亞胺-DNA復(fù)合物的水平相符。

2.4 因?yàn)榫哂歇?dú)特的結(jié)構(gòu),納米分子聚酰胺樹(shù)形分子高聚合物poly(amidoamine)(PAMAM)dendrimers在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,目前該系列中高代數(shù)級(jí)的已有分子量為600 kDa左右的G8代[18],常用策略是樹(shù)形分子與質(zhì)?；蚪Y(jié)合后再用來(lái)轉(zhuǎn)染。它最初是由美國(guó)密西根分子研究所Donald.A,Tomalia等人于1985年合成的一類陽(yáng)離子多聚物。具有呈輻射狀對(duì)稱的高度分枝結(jié)構(gòu),該類分子最外層亞單位相連的是-NH2端基。在生理?xiàng)l件下,其NH2基團(tuán)完全質(zhì)子化成為帶正電荷的—NH3+,與核酸分子主鏈上帶負(fù)電荷的磷酸基團(tuán)形成穩(wěn)定性高的復(fù)合物。用PAMAM dendrimers分子運(yùn)載核酸物質(zhì)體外可普遍高效地轉(zhuǎn)染大量不同類型的真核細(xì)胞,DNA與PAMAM dendrimers分子復(fù)合的過(guò)程可使DNA發(fā)生結(jié)構(gòu)上的壓縮,易于運(yùn)輸及穿透細(xì)胞膜。PAMAM dendrimers分子能在空間上阻止核酸酶對(duì)復(fù)合物中DNA分子的接近,保護(hù)DNA不被宿主細(xì)胞核酸酶的分解,沒(méi)有或僅有較低的免疫原性。G5/6代樹(shù)形分子顯示了高效的體外基因傳遞能力,Qi等[19]將G5/6代樹(shù)形分子與聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)共軛相連,減少了樹(shù)形分子的細(xì)胞毒性并提高基因遞送效能。

3 將基因?qū)敫鞣N不同靶細(xì)胞、組織和器官的方法

近年來(lái)對(duì)將基因?qū)敫鞣N不同靶細(xì)胞、組織和器官的研究很多。

3.1 肝細(xì)胞 Pathak A等認(rèn)為[20],肝臟不但有許多重要的功能,而且是腫瘤轉(zhuǎn)移的主要場(chǎng)所。近幾年來(lái)發(fā)現(xiàn)了許多能通過(guò)受體介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)吞作用的針對(duì)肝細(xì)胞的納米載體。這對(duì)消滅影響肝臟的遺傳性和獲得性疾病提供了希望。可以應(yīng)用各種可能的輸送系統(tǒng),如脂質(zhì)體、lipoplexes、polyplexes、納米顆粒等等通過(guò)受體介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)吞作用將外來(lái)的治療性DNA選擇性地置入肝臟的特定細(xì)胞中。已知存在著各種受體(例如無(wú)唾液酸糖蛋白受體)能針對(duì)肝臟的實(shí)質(zhì)細(xì)胞,所以有可能得到治療肝臟疾病的、基于DNA的藥物。在核酸療法中,將寡核苷酸送入特定的細(xì)胞中并保持其生物學(xué)功能是很重要的。Gao等報(bào)道[21],半乳糖基化的低分子量殼聚糖(gal-LMWC)是一個(gè)將反義寡核苷酸和質(zhì)粒DNA運(yùn)送入肝細(xì)胞的有效和安全的載體,且有較低的細(xì)胞毒性。gal-LMWC和反義寡核苷酸或質(zhì)粒DNA的復(fù)合物的轉(zhuǎn)染效率取決于帶陽(yáng)電荷的殼聚糖氨基和帶陰電荷的DNA磷酸基的克分子比率(N/P比)。所以 gal-LMWC可應(yīng)用于肝臟的基因治療以增進(jìn)轉(zhuǎn)染效率。

3.2 神經(jīng)組織

Roy等報(bào)道[22],以中樞神經(jīng)系統(tǒng)為目標(biāo)的非病毒基因轉(zhuǎn)移法,特別著重用有機(jī)修飾的二氧化硅納米顆粒作為載體。這種納米顆粒證明在活體內(nèi)將基因送入腦細(xì)胞中效率很高,并且還有可能觀察到控制神經(jīng)發(fā)生和神經(jīng)退行性疾病的機(jī)制。在亨廷頓病和其它聚谷氨酰胺疾病中,腦細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)含有大量聚谷氨酰胺(polyQ)的蛋白質(zhì)。Klejbor等[23]應(yīng)用有機(jī)修飾的二氧化硅(ORMOSIL)納米顆粒作為有效的非病毒基因載體,用以模仿大量聚谷氨酰胺肽所引起的腦部病理。例如,用有20個(gè)或127個(gè)谷氨酰胺重復(fù)體(Q20或Q127)與ORMOSIL的復(fù)合物注射入大鼠的側(cè)腦室中,可以引起與亨廷頓病和其它聚谷氨酰胺疾病有關(guān)的神經(jīng)病理現(xiàn)象?？梢?jiàn)納米技術(shù)能應(yīng)用于模擬遺傳性腦部疾病的病理,可以作為在活體內(nèi)試驗(yàn)單或多基因療法的一個(gè)新的研究工具。

Wang等指出[24],polyphosphoramidates是一種聚磷酰胺基因傳遞載體,是良好的鞘內(nèi)基因載體,其側(cè)鏈上有伯氨基的要比有仲、叔、季氨基的更為有效。

新加坡的Li等指出[25],聚氨基乙基丙烯磷酸酯(polyaminoethyl propylene phosphate)是一種新的生物相容性聚合物,可作為基因的載體,實(shí)現(xiàn)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中目的基因的持續(xù)表達(dá)。

新加坡Wang等報(bào)道[26],用于神經(jīng)性疾病的基因治療的最有希望的基因載體是用腺病毒相關(guān)病毒2型(AAV-2)作為載體。在加入一個(gè)細(xì)胞啟動(dòng)子后,AAV-2載體能引起轉(zhuǎn)基因在腦中持久表達(dá)。他們將人巨細(xì)胞病毒的立早啟動(dòng)子的增強(qiáng)子與血小板衍生生長(zhǎng)因子(PDGF)β鏈的啟動(dòng)子(是一個(gè)神經(jīng)元特異性啟動(dòng)子)相融合,造成一個(gè)雜種啟動(dòng)子。放入AAV-2載體后,將之注射入大鼠的紋狀體中,即可出現(xiàn)神經(jīng)元特異性轉(zhuǎn)基因的表達(dá)。注射入紋狀體后,可能是由于AAV-2載體的逆向運(yùn)輸,在黑質(zhì)中亦有基因的表達(dá),但不明顯。如果直接注射入黑質(zhì)中,則在多巴胺能神經(jīng)元中有轉(zhuǎn)基因的特異性表達(dá)。

Tang等報(bào)道[27],制成了一種新的非病毒基因載體:聚(乙烯亞胺)-接枝-聚[(天門冬氨酸)-共聚-賴氨酸](簡(jiǎn)稱PSL),這是將天門冬氨酸和賴氨酸在低壓下熱處理共聚合,再將低分子量分枝聚(乙烯亞胺)(PEI600)結(jié)合在其主鏈上而形成的。此載體的毒性很低,且在濃度為4 000 nmol/l時(shí),細(xì)胞的存活率仍超過(guò)80%。此載體與DNA的復(fù)合物的大小約為150-170 nm,且在其表面上有強(qiáng)陽(yáng)電荷(超過(guò)30 mV)。所以PEI600-PSL共聚物是良好的基因運(yùn)載工具。高分子量的聚乙烯亞胺(PEI)也是有效的非病毒基因載體,可是在活體內(nèi)這些PEI可能有較高的細(xì)胞毒性。Tang等[27]用無(wú)毒性的低分子量PEI與β環(huán)右旋糖苷(一種常用的生物相容性藥物載體)相連接,制成了一種新的PEI聚合物。這種新的PEI聚合物可作為神經(jīng)系統(tǒng)疾病的基因療法時(shí)運(yùn)送治療性基因物質(zhì)的運(yùn)輸系統(tǒng)。

Wang CY和Wang S報(bào)道[28],帶有星狀細(xì)胞特異性啟動(dòng)子的桿狀病毒載體能介導(dǎo)轉(zhuǎn)基因在大鼠腦的星狀細(xì)胞中表達(dá)。他們指出,治療性基因在神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中的表達(dá)有希望用來(lái)治療神經(jīng)系統(tǒng)的疾病,而桿狀病毒載體有希望成為星狀細(xì)胞特異性基因在腦中表達(dá)的有用工具。

3.3 胃腸道組織 在胃腸道的特定部位進(jìn)行基因運(yùn)送和轉(zhuǎn)染可用口服微球體系統(tǒng)的納米顆粒(nanoparticles-in-microsphere oralsystem,NiMOS)。Bhavsar等報(bào)道[29],將帶有B型明膠納米顆粒包裹的編碼綠色熒光蛋白的質(zhì)粒DNA(EGFP-N1)的Ni-MOS再用聚ε己基內(nèi)酯(ε-caprolactone,PCL)作為村質(zhì)來(lái)保護(hù)載有DNA的納米顆粒,形成直徑小于5.0微米的微球。為了評(píng)價(jià)口服后在體內(nèi)的分布,用放射標(biāo)記的(111銦)明膠納米顆粒和NiMOS給空腹Balb/C小鼠口服,可見(jiàn)明膠納米顆?？上喈?dāng)快地通過(guò)胃腸道,在2小時(shí)末已有大于54%的所服劑量到達(dá)大腸中,而NiMOS可在胃和小腸中存留較長(zhǎng)時(shí)間。在口服100微克的EGFP-N1質(zhì)粒DNA后,在質(zhì)和量?jī)煞矫婢C明口服NiMOS有轉(zhuǎn)染的能力。服用5天后,在小鼠的小腸和大腸中均可見(jiàn)到轉(zhuǎn)基因的表達(dá)。由此可見(jiàn),NiMOS可以作為用于治療和疫苗接種的新的運(yùn)送基因的載體。

3.4 血管內(nèi)皮細(xì)胞 Lu等報(bào)道[30],為了測(cè)試血管生成抑制因子arresten對(duì)腫瘤生長(zhǎng)的抑制作用,他們應(yīng)用分子克隆技術(shù)合成含有arresten cDNA的真核細(xì)胞表達(dá)載體pcDNA3.1(+)-ss-arresten,再用脂質(zhì)體將此載體轉(zhuǎn)染入人胃癌細(xì)胞SGC-7901中。用Western印跡法可證明此SGC-7901細(xì)胞克隆將這種蛋白質(zhì)分泌入其培養(yǎng)液中。再將表達(dá) arresten的SGC-7901細(xì)胞種植在無(wú)胸腺小鼠的皮下,可見(jiàn)用此用arresten cDNA進(jìn)行基因修飾的SGC-7901腫瘤異種移植物的生長(zhǎng)被遏制。這是由于在SGC-7901異種移植物中的血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖被arresten所抑制所致。

Akagi等[31]制作了一個(gè)新的嵌段共聚物:在其側(cè)鏈中帶有多個(gè)乙二胺的單位的聚(乙二醇)-鑲嵌-多聚陽(yáng)離子。這個(gè)共聚物可與質(zhì)粒DNA通過(guò)多價(jià)離子復(fù)合物形成polyplex微團(tuán)。這個(gè)微團(tuán)能有效地表達(dá)基因、對(duì)血管平滑肌細(xì)胞的毒性很低。血管內(nèi)注射亦不發(fā)生栓塞。所以這種polyplex微團(tuán)極有希望在治療血管性疾病時(shí)作為非病毒性載體。

3.5 胚胎干細(xì)胞 Green等報(bào)道[32],生物可降解性聚納米顆?？捎脕?lái)幫助非病毒基因進(jìn)入人胚胎干細(xì)胞(hESCs)中。用可水解的陽(yáng)離子型聚(β-氨基酯)和質(zhì)粒DNA自身聚合成為帶陽(yáng)電荷的(約10 mV)的小粒子(直徑約200 nm)。改變這種聚合物的末端基團(tuán),就可以調(diào)諧這種納米粒子的生物物理性質(zhì)和他們運(yùn)送基因的效率。一般說(shuō)來(lái),這些產(chǎn)品的毒性極低,且不會(huì)對(duì)hESCs群落的形態(tài)產(chǎn)生不良影響,也不會(huì)引起非特異性分化作用。

人胚胎干細(xì)胞是可以更新的細(xì)胞來(lái)源,對(duì)發(fā)育生物學(xué)和再生醫(yī)學(xué)有很大的應(yīng)用可能性。Zeng等報(bào)道[33],桿狀病毒能有效轉(zhuǎn)導(dǎo)人胚胎干細(xì)胞。用已引入一個(gè)目的基因的雜種桿狀病毒載體能在干細(xì)胞中產(chǎn)生持久的轉(zhuǎn)基因表達(dá),并且不影響干細(xì)胞的正常生長(zhǎng)、表型、和多潛能性。所以桿狀病毒載體適合應(yīng)用于對(duì)人胚胎干細(xì)胞的遺傳學(xué)處理。

3.6 癌細(xì)胞 癌癥的基因治療是新世紀(jì)以來(lái)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展前沿對(duì)人類最終能攻克這一頑疾的寄希望所在。設(shè)若能獲得安全而有效的遞送系統(tǒng)、RNA干擾技術(shù)有望治療遺傳性和獲得性疾患,Liu等[34]用納米分子PAMAM dendrimers來(lái)遞送針對(duì)熱休克蛋白27(Hsp27)的siRNA,證實(shí)對(duì)前列腺癌細(xì)胞產(chǎn)生了強(qiáng)大的抗增殖效應(yīng)。這種載體系統(tǒng)是用柔軟可變形的三乙醇胺(triethanolamine,TEA)共軛PAMAM dendrimer為核心,體外實(shí)現(xiàn)Hsp27 siRNA成功導(dǎo)入前列腺癌細(xì)胞系(PC-3),導(dǎo)致治療性基因沉默,且siRNA-dendrimer復(fù)合物無(wú)細(xì)胞毒性。

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