楊　姣,孫　甫

(西安醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院骨科,西安　710077;*通訊作者,E-mail:sunfu20019@163.com)

基因治療在進(jìn)行癌癥、傳染性疾病、遺傳性疾病和心血管疾病治療方面是一種有效手段,具有極為廣闊的應(yīng)用前景。然而,由于DNA和siRNA作為核酸類生物活性大分子,體內(nèi)極易被降解,直接通過口服或靜脈注射給藥,生物利用度極低,因此需要載體的遞送。核酸遞送系統(tǒng),即一種能夠有效包裹和傳遞外源性遺傳物質(zhì)進(jìn)入特定細(xì)胞的高效、低毒的載體系統(tǒng)。目前常用的基因治療載體主要有兩大類:病毒和非病毒載體。病毒載體有著感染細(xì)胞的天性,有一整套將自己的基因?qū)氚屑?xì)胞的步驟,轉(zhuǎn)運效率高,然而制備與生產(chǎn)困難、細(xì)胞毒性、免疫原性以及包裝外源基因的大小限制是病毒載體應(yīng)用面對的主要障礙,雖已用于臨床,但安全問題凸顯。非病毒類載體是一些在生理條件下帶正電荷的化合物,包括陽離子多聚物,陽離子脂質(zhì)體等。它們通過電荷相互作用原理,與陰性負(fù)荷的核酸相互作用并通過內(nèi)吞作用進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)。它不需要面對病毒類載體的種種不利,制備簡便,沒有免疫原性。但是它們導(dǎo)入外源基因的效率遠(yuǎn)低于病毒類載體。因此構(gòu)建安全、有效、可控的載體是目前基因治療研究的關(guān)注熱點。本文就目前核酸遞送載體種類、各自的優(yōu)缺點做一綜述,為新型核酸遞送載體研究提供方向,并對RTN新型納米分子遞送材料加以介紹。

1　病毒載體

病毒載體是分子生物學(xué)研究中的一種常用工具,可將遺傳物質(zhì)帶入細(xì)胞。目前可用做載體的病毒主要有逆轉(zhuǎn)錄病毒、慢病毒、痘病毒、痘苗病毒、風(fēng)疹病毒及腺病毒等。經(jīng)過基因工程改造的腺病毒(adenovirus)和腺病毒相關(guān)病毒(adenovirus-associated virus,AAV)是兩種常見的病毒載體,它們適用的宿主范圍較廣,可通過基因重組獲得靶向性,不受靶細(xì)胞是否為分裂細(xì)胞所限[1]。腺病毒基因組為雙鏈DNA,可插入相對較大的外源基因片段,不會整合到宿主基因組中,可以瞬時表達(dá);而腺病毒相關(guān)病毒則是一種單鏈DNA病毒,可將外源DNA整合到宿主基因組的特定位點。目前,這些經(jīng)過重組的病毒載體已被用于腫瘤疾病的基因治療當(dāng)中[2,3]。

以腺相關(guān)病毒(AAV)為載體的心臟基因治療正在成為治療甚至治愈目前難以治愈的心臟疾病的全新平臺。有實驗研究表明[4],以AAV為載體的心力衰竭基因治療的動物模型已取得了重大進(jìn)展,這種基因治療方式有可能改變現(xiàn)有心臟疾病的治療方法。

Duchenne肌營養(yǎng)不良(DMD)是由肌營養(yǎng)不良蛋白基因突變引起的不可治愈的X連鎖肌肉消瘦疾病。在臨床基因治療研究中,使用高功能微營養(yǎng)不良蛋白基因和重組腺相關(guān)病毒(rAAV)載體的基因治療是治療DMD極有吸引力的策略。研究表明[5]DMD大型動物模型中系統(tǒng)性rAAV-cMD1傳遞具有很高的安全性和有效性。

新生血管性年齡相關(guān)性黃斑變性(nAMD)中,長期表達(dá)抗血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)蛋白的基因治療可以改善慢性玻璃體內(nèi)治療的臨床治療負(fù)擔(dān)。已有研究表明[6],腺相關(guān)病毒(AAV)載體可以轉(zhuǎn)導(dǎo)視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞,通過AAV2遞送的色素上皮衍生因子基因在晚期nAMD中的Ⅰ期試驗已得到早期應(yīng)用。

雖然病毒載體作為高效的基因遞送系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用,其轉(zhuǎn)染及表達(dá)效率高,是目前在體內(nèi)高效表達(dá)外源基因最有效的工具之一。但病毒載體仍存在不可避免的問題:病毒載體自身具有免疫原性及潛在的突變風(fēng)險,在安全性上有很大隱患,而且病毒載體缺乏靶向性,對插入DNA長度也有限制。所以逐漸出現(xiàn)各種非病毒載體成為基因遞送載體的主流。

2　非病毒載體

2.1　陽離子脂質(zhì)體

陽離子脂質(zhì)體用于核酸的轉(zhuǎn)染已有數(shù)十年歷史,是目前研究中最有效、細(xì)胞毒性最小的非病毒基因傳遞載體之一[7,8]。常見的有Dc-Chol/DOPE、普通陽離子脂質(zhì)雙層、脂質(zhì)體DOTAP、Lipofectine、pH敏感脂質(zhì)體等。

2.1.1遞送方式在生理pH值下,帶正電的陽性脂類的頭部基團(tuán),通過與帶負(fù)電的核酸的磷酸基團(tuán)相互作用,形成多個脂質(zhì)體顆粒包裹核酸分子的夾層結(jié)構(gòu)。仍帶有一定的正電荷復(fù)合物通過電荷間相互作用被細(xì)胞內(nèi)吞或與細(xì)胞膜融合。在內(nèi)吞體環(huán)境中,陽離子脂質(zhì)體中的中性脂類發(fā)生構(gòu)象改變,導(dǎo)致復(fù)合物被釋放到胞質(zhì)中,從而避免了核酸遭到溶酶體的破壞[9]。在胞質(zhì)中釋放出來的核酸在一定的時間解開與陽離子脂質(zhì)體的結(jié)合,并在有絲分裂時進(jìn)入核內(nèi),表達(dá)其攜帶的基因。

2.1.2研究進(jìn)展Schiedner等[10]在1991年將一系列膽固醇衍生物的陽性脂類用于核酸轉(zhuǎn)染,其中DC-Chol以其高效率、低毒性而更具應(yīng)用價值。隨后,DC-Chol與中性脂類DOPE聯(lián)合的陽離子脂質(zhì)體被成功地應(yīng)用于一系列包括實驗動物和人在內(nèi)的基因遞送實驗[11,12]。

謝培英等[13]在2002年發(fā)現(xiàn)硫代反義寡聚核苷酸及其脂質(zhì)體在細(xì)胞水平有抗病毒作用,影響單皰病毒性角膜炎的發(fā)病,用于防治單皰病毒性角膜炎。其研究結(jié)果表明,脂質(zhì)體包裹可提高寡聚核苷酸的細(xì)胞通透性,因DNA帶負(fù)電,而組織細(xì)胞也帶負(fù)電,因此用正電荷脂質(zhì)體包裹寡聚核苷酸可提高其穿透細(xì)胞的能力。

于丹丹等[14]在2011年制備了SurⅥⅥnT34A基因質(zhì)粒/脂質(zhì)體復(fù)合物,用C57小鼠建立了Lewis皮下移植瘤動物模型,分別做了幾組對照試驗,研究發(fā)現(xiàn)SurⅥⅥnT34A質(zhì)粒/脂質(zhì)體復(fù)合物對Lewis肺癌治療有效,并且可以對較小劑量順鉑化療起到顯著增效作用,聯(lián)合治療能夠進(jìn)一步誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡,抑制腫瘤微血管生成,從而控制腫瘤生長。

2011年中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院開拓了脂質(zhì)體介導(dǎo)鼠CD40L基因聯(lián)合IL-12治療鼠肝細(xì)胞癌的研究,結(jié)果顯示脂質(zhì)體介導(dǎo)鼠CD40L基因聯(lián)合IL-12治療鼠肝細(xì)胞癌,能使癌細(xì)胞的凋亡增加,發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng),通過CD8+T細(xì)胞的介導(dǎo)、血清IL-12水平的增加和增強NK細(xì)胞的凋亡,抑制腫瘤的生長,延長荷瘤小鼠存活期[15]。

2.1.3存在問題陽離子脂質(zhì)體的低細(xì)胞毒性,結(jié)構(gòu)多樣性,可控的水溶性和脂溶性,適當(dāng)?shù)拿芏群驼姾煞植?高轉(zhuǎn)移效率和潛在的靶向功能都使之成為新型非病毒載體基因遞送的有效方法之一。在現(xiàn)有四種L-阿拉伯糖基陽離子糖脂(Ara-DiC12MA,Ara-DiC14MA,Ara-DiC16MA和Ara-DiC18MA)中,Ara-DiC16MA脂質(zhì)體在HEK293,PC-3和Mat細(xì)胞中具有良好的轉(zhuǎn)染效能,并且在體外也保持低細(xì)胞毒性和更好的攝取能力,這表明Ara-DiC16MA將會成為低毒基因遞送的有效載體[16]。但是,無論脂質(zhì)體與質(zhì)粒的復(fù)合物,還是脂質(zhì)體自身,在通過內(nèi)吞途徑進(jìn)入胞質(zhì)后,只有很少一部分核酸能夠進(jìn)入核內(nèi)。因為體積太大不可能通過核孔復(fù)合體的途徑入核,所以都要依賴有絲分裂時核膜的暫時消失才能進(jìn)入。因而,脂質(zhì)體如何有效進(jìn)入細(xì)胞核,成為其核酸遞送的主要問題。

2.2　陽離子多聚復(fù)合物

目前運用較為廣泛的陽離子多聚復(fù)合物有聚乙烯亞胺PEI、聚賴氨酸PLL、聚4-羥基-L-脯氨酸酯、PEI/PLA復(fù)合物介導(dǎo)的轉(zhuǎn)染等。其中PEI是近年來被應(yīng)用于基因載體研究的新型陽離子多聚物,在許多基因治療研究中表現(xiàn)出優(yōu)異的轉(zhuǎn)染能力,研究發(fā)現(xiàn)PEI的聚陽離子結(jié)構(gòu)非常適合包裝核酸。PEI的每3個單體有一個質(zhì)子化的氨基氮原子,呈多聚體的PEI被稱為“質(zhì)子海綿”[17]。這些特性使得PEI能有效地保護(hù)核酸抵抗內(nèi)吞體酸性環(huán)境的降解作用。另外,一些實驗還表明PEI具有一定的使內(nèi)吞體膜去穩(wěn)定的能力[18]。在PEI/PLA復(fù)合物中,PLA可能起到一種促融多肽的作用,即幫助復(fù)合物盡快從內(nèi)吞體釋放到胞質(zhì)中,減少其被溶酶體環(huán)境破壞。

在癌癥的基因治療中,陽離子聚合物作為遞送載體將siRNA在體內(nèi)有效遞送到靶細(xì)胞的研究和應(yīng)用已有許多報道,2016年文獻(xiàn)報道,研究使用膠原蛋白水凝膠作為載體,以測試Id1靶向siRNA局部和持續(xù)遞送體內(nèi)胃癌抑制的可行性,為了增強siRNA的遞送,PEI被用于斑塊修飾,結(jié)果表明,加入PEI的膠原蛋白水凝膠載體可促進(jìn)Id1-siRNA進(jìn)入靶細(xì)胞,延長沉默效應(yīng),進(jìn)一步抑制體外和體內(nèi)的腫瘤生長[19]。

HIV-1感染的宿主自噬蛋白Beclin1的活化是控制小膠質(zhì)細(xì)胞中HIV復(fù)制和病毒誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)的重要機制。2017年Rodriguez等[20]在成年小鼠腦中利用PEI作為基因載體的siRNA對Beclin1基因的非侵入性鼻內(nèi)遞送的生物分布和功效進(jìn)行研究。靶向Beclin1的siRNA的鼻內(nèi)遞送明顯地耗盡了腦組織中的靶蛋白表達(dá)水平,沒有毒性證據(jù),且通過拉曼光譜證實了siRNA與PEI聚合物的結(jié)合。這些結(jié)果表明,鼻內(nèi)藥物遞送允許將PEI-siRNA直接遞送到中樞神經(jīng)系統(tǒng),這為HIV感染的腦中沉默基因介導(dǎo)的治療提供了有效手段。

2016年Wang等[21]用中性酰肼基團(tuán)取代PEI的伯氨基,產(chǎn)生新類型中性聚合物,這種聚合物不僅在體外顯示出良好的生物相容性和細(xì)胞內(nèi)化效率,而且還允許斑馬魚心臟的組織攝取。他們的實驗結(jié)果顯示,將常規(guī)支鏈PEI轉(zhuǎn)化為這種新類型的非病毒載體中性聚合物,可使其遞送siRNA分子更中和、穩(wěn)定、高效,并且所得到的功能遞送系統(tǒng)可進(jìn)一步探索用于治療心血管疾病的siRNA治療的開發(fā)。

陽離子多聚復(fù)合物具備良好核酸遞送載體的潛能,但是其本身存在的細(xì)胞毒性也不容忽視,目前,對于陽離子多聚物介導(dǎo)的轉(zhuǎn)染確切的細(xì)胞內(nèi)過程研究還處于起步階段。有效地降低其細(xì)胞毒性是目前研究的主要問題。

2.3　多肽蛋白類遞送載體

多肽用作遞送載體,既可以用作藥物載體的修飾劑,也可以作為載體的主要成分。利用多肽修飾的陽離子聚合物,能提高核酸分子的組織靶向性、細(xì)胞透膜率以及生物活性。作為載體,其與藥物之間以共價鍵形式相連,結(jié)合后穩(wěn)定性高,且在體內(nèi)可降解,無毒,具有良好的生物相容性。

2017年Wan等[22]將多功能肽與脂質(zhì)結(jié)合形成復(fù)合物,即脂質(zhì)1,2-二油酰-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺(DOPE)與明確定義的合成多功能肽結(jié)合,這種遞送系統(tǒng)的產(chǎn)生和優(yōu)化為乳腺癌細(xì)胞開發(fā)了有效的基因傳遞平臺。其研究結(jié)果表明,肽/脂質(zhì)雜交系統(tǒng)是將DNA或siRNA遞送到乳腺癌細(xì)胞中的優(yōu)選候選物,其可用于靶向治療Bcl-2過度表達(dá)的乳腺癌。

多肽介導(dǎo)的核酸藥物遞送系統(tǒng)能顯著提高藥物的透膜性和靶向性,減少其毒副作用,增強療效,在藥物靶向遞送系統(tǒng)中也具有廣闊的應(yīng)用前景。不過,肽類載體的制備工藝、脫靶效應(yīng)及毒副作用是其在核酸藥物遞送系統(tǒng)應(yīng)用研究領(lǐng)域中需解決的問題。

2.4　研究廣泛的其他遞送載體

2.4.1環(huán)糊精類聚合物其屬于糖性聚合物,生物相容性很好,但環(huán)糊精載體在體內(nèi)的應(yīng)用受高鹽濃度下不穩(wěn)定、易聚集的限制。環(huán)糊精衍生物可以直接作為基因遞送載體,也可作為連接臂或是修飾物用于其他基因遞送載體的構(gòu)建,還可通過準(zhǔn)聚輪烷或聚輪烷的形式用于基因遞送。研究表明,含轉(zhuǎn)鐵蛋白的環(huán)糊精類聚合物與siRNA形成的復(fù)合物在小鼠體內(nèi)可以抑制轉(zhuǎn)移性尤文氏肉瘤的生長[23]。

2016年Jiang等[24]研究發(fā)現(xiàn)了基于聚β-環(huán)糊精(PCD)和偶氮苯末端聚陽離子的超分子宿主—聚陽離子基因遞送系統(tǒng)。Jiang等[24]通過體外實驗表明,光敏超分子多陽離子聚合物(PCD/Az-LPDM/DNA和PCD/Az-BPDM/DNA)具有更高的轉(zhuǎn)染效率和更低的細(xì)胞毒性,同時在UV照射之后,更多的DNA在細(xì)胞核內(nèi)部傳遞和釋放,所以光敏超分子復(fù)合物的轉(zhuǎn)染效率明顯提高。因此,含有偶氮苯封端的陽離子聚合物和PCD的光響應(yīng)超分子宿主-客體系統(tǒng)是有希望的基因載體。

2015年Li等[25]開發(fā)了具有pH敏感性的八精氨酸修飾的葡聚糖基因載體。α-環(huán)糊精用八精氨酸(CDR)修飾后具有優(yōu)異的細(xì)胞穿透能力,他們選擇葡聚糖作為骨架,實驗研究表明,用脫殼多糖的基于CPP的復(fù)合物可能成為有前景的非病毒基因遞送載體。

雖然環(huán)糊精在基因遞送領(lǐng)域具有極為廣闊的應(yīng)用前景,但仍存在體循環(huán)稀釋穩(wěn)定性差、內(nèi)涵體逃逸能力弱和轉(zhuǎn)染效率低等問題。

2.4.2細(xì)胞穿膜肽(cell-penetrating peptides,CPP)細(xì)胞穿膜肽是一類能攜帶大分子物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的短肽,其本身具有主動穿過細(xì)胞膜屏障的能力且這種穿膜能力不依賴經(jīng)典的胞吞作用。近年來,已經(jīng)被用于藥物胞內(nèi)遞送的載體,可以將DNA、siRNA、小分子藥物、蛋白和膠束等治療物質(zhì)有效遞送至細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮治療作用。

2016年Fan等[26]在研究碘化鈉轉(zhuǎn)運蛋白(NIS)的細(xì)胞穿膜肽對甲狀腺癌I-131放療影響時,他們結(jié)合HIV-1 TAT肽(細(xì)胞穿透肽,dTAT),并建立了納米顆粒載體(dTAT NP),將dTAT NP轉(zhuǎn)染培養(yǎng)的TPC-1細(xì)胞作為模型來研究這種針對腫瘤靶向基因遞送的細(xì)胞穿透策略的傳遞效率。

然而,由于CPP作為遞送載體的應(yīng)用復(fù)雜且難于控制,其攝取效率、生物利用度及毒性等方面的問題都有待于進(jìn)一步研究。

2.4.3殼聚糖殼聚糖是新研發(fā)的第2代非病毒載體,由陽離子聚合物、陽離子脂質(zhì)體以及核酸組成。脂質(zhì)體/聚合物/pDNA三元復(fù)合物具有更緊密的壓縮球形結(jié)構(gòu),并具多態(tài)性。這種新型復(fù)合載體具備更高轉(zhuǎn)染效率的原因可能是殼聚糖對DNA的預(yù)壓縮,減小了載體的粒徑,并提高了對DNA的結(jié)合能力。球形復(fù)合物由于低表面能而具有高穩(wěn)定性[27]。與PEI相比,殼聚糖生物匹配性強,免疫原性和細(xì)胞毒性低[28],DNA壓縮能力高;與單純脂質(zhì)體相比,脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染效率偏低,且可引起細(xì)胞毒性,如細(xì)胞皺縮、減少有絲分裂等[29],而構(gòu)建的殼聚糖/脂質(zhì)體/pDNA三元復(fù)合載體具有轉(zhuǎn)染效率高、毒性低的特點,是基因治療潛在的新型非病毒載體[30]。

2.4.4聚酰胺胺(PAMAM)由于合成簡單且已商業(yè)化等優(yōu)點,PAMAM已經(jīng)成為研究最為廣泛的樹形分子基因載體。研究表明PAMAM可以促進(jìn)DNA進(jìn)入細(xì)胞,并協(xié)助DNA從溶酶體內(nèi)逃逸。經(jīng)過修飾的PAMAM轉(zhuǎn)染率更高,毒性更小。Bielinska等[31]研究發(fā)現(xiàn)PAMAM與DNA的復(fù)合物可以使DNA免受核酸酶的降解。但其也存在遞送效率及細(xì)胞毒性的問題。

2.5　納米材料遞送系統(tǒng)

基于上述各種基因遞送載體的優(yōu)缺點及目前仍需解決的問題,進(jìn)一步研究新型遞送載體成為生命科學(xué)領(lǐng)域探討的新話題。近年來,隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展,納米材料為遞送核酸進(jìn)入靶細(xì)胞提供了更多的選擇。

2.5.1傳統(tǒng)納米材料物質(zhì)小到納米尺度(0.1-100 nm)后會出現(xiàn)特殊性能,這種既不同于原來組成的原子、分子,也不同于宏觀物質(zhì)的材料即為納米材料。納米材料可輕易進(jìn)入到生物體內(nèi),為構(gòu)建藥物運輸系統(tǒng)提供了巨大的優(yōu)勢[32]。各種受到研究者關(guān)注的納米材料,包括脂質(zhì)體[33,34]、聚合物納米結(jié)構(gòu)[35,36]、納米金[37,38]、硅納米材料[39]、量子點[40]、磁性納米顆粒[41,42]、碳納米管[43]等,因其各自的獨特性質(zhì),成為核酸類藥物遞送系統(tǒng)的候選材料。

納米生物技術(shù)基因治療載體系統(tǒng)所具有的諸多優(yōu)點,為實現(xiàn)基因治療中目的基因的靶向性、智能化傳遞以及高效、可控表達(dá)提供了嶄新的技術(shù)平臺,具有良好的應(yīng)用前景。隨著納米生物技術(shù)的深入發(fā)展,新型納米生物材料的開發(fā),安全、高效、可控的靶向納米基因載體,將大大提高基因治療的療效。

2.5.2新型納米分子遞送技術(shù)Rosette Nanotube(RNT)是美國布朗大學(xué)陳遷教授近年來研究的一種新型仿生納米分子材料,其具有良好的跨膜轉(zhuǎn)運能力。在結(jié)構(gòu)上,它由自動排列的超分子機構(gòu)組成,基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)是鳥嘌呤和胞嘧啶的配對連接。同時RNTs有中空的通道,能夠與藥物結(jié)合,形成一個封裝系統(tǒng),將藥物包裹其中完成藥物遞送。而且其膠囊狀的形狀也可以有效保護(hù)不穩(wěn)定的miRNA,防止其出現(xiàn)分解。

RNT的管狀結(jié)構(gòu),是由一級結(jié)構(gòu)的賴氨酸側(cè)鏈和二級結(jié)構(gòu)的氫鍵在疏水性的相互作用下組成的管狀結(jié)構(gòu),同時它含有疏水性基團(tuán),可與中性及帶負(fù)電的分子絡(luò)合形成復(fù)合物,更好地攜帶寡核苷酸分子透過質(zhì)膜。

RNT的特性:①RNTs容易合成,其疏水性外周可快速進(jìn)行自組裝而形成一個環(huán)狀的納米管;②仿生的納米材料結(jié)構(gòu)特點使其容易與細(xì)胞黏附;③氨基酸側(cè)鏈可調(diào)節(jié),在使用過程中,可通過調(diào)節(jié)氨基酸側(cè)鏈來調(diào)整遞送功能,以及靶向作用;④可通過側(cè)鏈的空間分布來增強其功能。這些特性決定了其可以作為一種高效、可靠的細(xì)胞遞送載體。

由于RNT外層的疏水性,因此其具有相當(dāng)好的生物相容性及細(xì)胞親密度,并且已經(jīng)成功地應(yīng)用于疏水性藥物的遞送。陳遷教授前期研究集中在RNT材料對腫瘤類藥物以及寡聚核苷酸的跨膜轉(zhuǎn)運。2015年張銀剛教授與陳遷教授建立骨骼關(guān)節(jié)研究中心,致力于納米分子材料與軟骨細(xì)胞發(fā)育分化相結(jié)合。西安醫(yī)學(xué)院研究室正在研究此種RNT與寡聚核苷酸相結(jié)合,使之形成一種新的納米柱狀結(jié)構(gòu),將其稱為RNTs-siRNA復(fù)合物。并且西安醫(yī)學(xué)院研究室前期已經(jīng)成功地將此技術(shù)應(yīng)用于軟骨細(xì)胞的分子信標(biāo)遞送過程,實現(xiàn)了分子信標(biāo)的細(xì)胞轉(zhuǎn)運。

3　總結(jié)

目的基因、載體和靶細(xì)胞是基因治療的三要素,而構(gòu)建安全、有效、可控的遞送載體為基因治療的關(guān)鍵,隨著人類基因組計劃的初步完成,分子病毒學(xué)和材料學(xué)的發(fā)展,在原有以病毒載體為主的基礎(chǔ)上,新型非病毒基因治療載體不斷涌現(xiàn)。

以上是目前基因治療常用的幾種遞送載體,核酸遞送系統(tǒng)中生物類載體(主要是指病毒載體)和非生物載體兩大類中有各自的優(yōu)勢與不足。病毒載體雖得到廣泛應(yīng)用,其轉(zhuǎn)染及表達(dá)效率高,但病毒載體自身具有免疫原性及潛在的發(fā)生突變風(fēng)險,存在安全隱患。陽離子脂質(zhì)體用于核酸的轉(zhuǎn)染已有數(shù)十年的歷史,是目前研究中最有效、細(xì)胞毒性最小的非病毒基因傳遞方法之一,但沒有有效的入核機制使其轉(zhuǎn)染效率始終得不到提高。PEI以及PEI/PLA復(fù)合物都可以有效地遞送siRNA到胞質(zhì)中,但其細(xì)胞毒性也不容忽視。多肽介導(dǎo)的核酸藥物遞送系統(tǒng)能顯著提高藥物的透膜性和靶向性,減少其毒副作用,增強療效,在藥物靶向遞送系統(tǒng)中也具有廣闊的應(yīng)用前景。不過,肽類載體的制備工藝、脫靶效應(yīng)及毒副作用是其在核酸藥物遞送系統(tǒng)應(yīng)用研究領(lǐng)域中需解決的問題。環(huán)糊精的生物兼容性好,然而仍存在體循環(huán)稀釋穩(wěn)定性差、內(nèi)涵體逃逸能力弱和轉(zhuǎn)染效率低等問題。殼聚糖/脂質(zhì)體/pDNA三元復(fù)合載體具有轉(zhuǎn)染細(xì)胞高效、低毒的特點,是基因治療潛在的新型非病毒載體。新型納米材料遞送方式逐漸成為主流,納米生物技術(shù)基因治療載體系統(tǒng)所具有的諸多優(yōu)點,為實現(xiàn)基因治療中目的基因的靶向性、智能化傳遞以及高效、可控表達(dá)提供了新的技術(shù)平臺,具有很大的應(yīng)用前景。

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