聚谷氨酸接枝聚乙二醇@碳酸钙遮蔽体系用于提高聚乙烯亚胺基因转染效率

设计并合成了聚谷氨酸-聚乙二醇@碳酸钙(PPG@CaCO3)纳米遮蔽体系,用于遮蔽聚乙烯亚胺(PEI)。一方面,聚谷氨酸-聚乙二醇(PPG)可以降低PEI引起的细胞毒性,更有利于体内应用;另一方面,CaCO3可有效改善PPG导致的转染效率下降,并在一定程度上提高PEI的细胞转染效率。对比遮蔽体系PPG@CaCO3和聚谷氨酸-聚乙二醇@磷酸钙[PPG@Ca3(PO4)2]发现,PPG@CaCO3在微酸性环境中释放二氧化碳气体是提高细胞转染效率的关键因素。小鼠体内循环实验表明,PPG@CaCO3遮蔽体系可以增加载体在血液中的循环时间。因此,PPG@CaCO3遮蔽体系对于改善阳离子类基因载体的体内应用起到重要作用。

阳离子基因载体的pH敏感遮蔽体系的制备及表征

合成了一种pH敏感的遮蔽体系-谷氨酸苄酯/谷氨酸共聚物(PBLG-co-PGA),用于对DNA/阳离子基因载体复合物颗粒表面正电荷的遮蔽,以提高其在体内的稳定性.研究表明,PBLG-co-PGA(PGA(x),x为PGA占共聚物中摩尔百分数)具有pH敏感性.并以pH敏感点接近生理pH值的PGA(60)为遮蔽体系进行研究.PGA(60)能够对DNA/PEI(1:1)复合物颗粒表面正电荷进行有效遮蔽.凝胶阻滞电泳显示,用PGA(60)对DNA/PEI复合物进行不同比例遮蔽,没有发生与DNA的链交换作用.MTT细胞毒性测试表明,PGA(60)和三元复合物DNA/PEI/PGA(60)在测试范围内几乎没有细胞毒性.荧光素酶转染实验表明,部分遮蔽后转染效率有所提高;用PGA(60)对DNA/PEI复合物完全遮蔽为负电后,由于同细胞表面的电荷排斥作用,三元复合物不易被细胞内吞,导致不发生细胞转染.因其合适的pH响应性,PGA(60)将可能成为一种能随pH值的变化,实现对聚阳离子基因载体进行电荷遮蔽/智能释放的遮蔽材料.

PEI基因载体靶向遮蔽体系的制备和表征

将RGD短肽接枝到聚谷氨酸(PGA)上,制备了一种靶向性的基因载体遮蔽材料PGA-RGD.通过凝胶电泳实验及体外转染实验证明得出RGD的引入增加了载体材料与细胞表面受体的特异性作用,在载体表面正电荷得到遮蔽的同时,转染效率还得到了一定程度的增加.同时,对转染了48h的三元复合物进行MTT细胞毒性测试表明,PGA遮蔽的基因载体体系(PGA/PEI/DNA)和PGA-RGD遮蔽的基因载体体系(PGA-RGD/PEI/DNA)的细胞毒性均低于PEI/DNA复合物体系.本文开发的基因载体改性方法不仅可以对复合物颗粒表面的正电荷进行遮蔽,从而降低复合物体系对非目标组织的非特性异作用;同时引入的RGD靶向短肽还可以提高载体的靶向性,这一改性策略对推动阳离子聚合物基因载体在体内的应用具有重要意义.