WHAT CAN WE LEARN FROM VIRUS IN DESIGNING NONVIRAL GENE VECTORS

Gene therapy has emerged as a potential new approach to treat genetic disorders by delivering therapeutic genes to target diseased tissues. However, its clinical use has been impeded by gene delivery systems. The viral vectors are very efficient in delivering and expressing their carried genes, but they have safety issues in clinical use. While nonviral vectors are much safer with very low risks after careful material design, but their gene transcription efficiency is too low to be clinically used. Thus, rational design of nonviral vectors mimicking the viral vectors would be a way to break this bottleneck. This review compares side-by-side how viral/nonviral gene vectors transcend these biological barriers in terms of blood circulation, cellular uptake, endosome escape, nucleus import and gene transcription.

非病毒载体聚乙烯亚胺转基因因素的优化

聚乙烯亚胺属于阳离子多聚物,可浓缩DNA作为转基因非病毒载体。但其转染影响变量较多,如果不能充分控制将不能得到重复的、良好的结果。这里测定了聚乙烯亚胺转基因效率的影响因素,为合成更复杂的人工转基因载体创造条件。我们通过聚乙烯亚胺转染编码β-半乳糖苷酶的pSVβ质粒到CO S-7和N IH 3T 3细胞中,测定质粒因素、血清、细胞密度、操作方式以及转染复合物的保存因素对聚乙烯亚胺转基因效率的影响。结果表明:质粒中生物活性抑制剂明显降低转染效率,通过截流分子量3000或10000的超滤可以除去生活性抑制剂;断裂的质粒降低转染效率;培养液中的血清、白蛋白降低转染效率;细胞密度影响转染效率;PE I/DNA复合物与细胞作用8h后吸去,转染效果最优。冻存显著降低PE I/DNA转染复合物转染效率。聚乙烯亚胺可以作为合成新型非病毒载体的骨架,但必须控制有关因素才能发挥最佳的和可重复性的转染结果。

阳离子聚合物纳米基因载体的研究进展

由于阳离子聚合物等非病毒纳米基因导入载体安全、低毒、装载容量大、制备容易等优点已引起越来越多的关注 ,对提高其转导效率的研究也较多。该文作者对PLL和PEI等阳离子聚合物纳米基因载体的研究进展进行了综述。

作为非病毒基因载体的环糊精及其衍生物

环糊精由于自身的生物相容性和结构易裁剪性,通过结构修饰、聚合或超分子组合等设计被逐渐应用于非病毒基因载体系统。分别从环糊精、其小分子衍生物、含环糊精聚合物以及超分子结构综述国内外近几年的设计思路和研究进展,并探讨含环糊精及其衍生物的非病毒基因载体的"结构—安全性—基因转染效率"关系。

阿司匹林为配体的聚阳离子复合材料作为非病毒基因载体的研究

目的:以阿司匹林为配体的聚乙烯亚胺-β-环糊精(PEI-β-CyD)生物复合材料,观察其理化特性和转基因功能。方法:通过N,N’-羰基二咪唑(1,1’-carbonyldiimidazole,CDI)将阿司匹林偶联到PEI-β-CyD载体材料上,制成PEI-β-CyD-ASP复合材料。用1H-NMR、FT-IR、UV和XRD对合成的载体材料进行了化学表征,用凝胶电泳阻滞实验观察PEI-β-CyD-ASP浓缩质粒DNA的能力,用MTT法在A293、B16、Hela细胞上对载体的细胞毒性进行评价,以及体外转染实验。结果:成功合成了以阿司匹林为配体的聚乙烯亚胺-β-环糊精复合材料,在N/P为4∶1时其能有效浓缩质粒DNA;而且其在A293、B16、Hela细胞上的毒性较低,在B16肿瘤细胞上表现出较高的转染效率。结论:以阿司匹林为配体的聚乙烯亚胺-β-环糊精复合材料是低毒、选择性高的非病毒基因载体。

阳离子脂质材料及其在基因转染中的应用

目的通过对已报道的阳离子脂质材料的结构及其应用的综述,为该类基因转染载体的合理设计和进一步应用提供借鉴。方法对已有的各种阳离子脂质材料的结构及基因转染特性进行分析,并探讨其对基因转染的影响。结果阳离子脂质材料在基因转染中有着巨大的应用潜力,特定的脂质材料结构赋予其在基因转染中不同的效能。结论对阳离子脂质材料结构特征的综合分析,为进一步合理构建新的高效阳离子脂质体基因递送载体提供了思路。

阳离子高分子化合物作为基因载体的研究进展

近年来,非病毒基因治疗载体备受关注。主要介绍了作为非病毒基因载体材料的阳离子高分子化合物及其研究进展,包括阳离子脂质体及阳离子聚合物(聚乙烯亚胺、聚赖氨酸、壳聚糖、环糊精)。

聚乙烯亚胺纳米基因递送系统的研究进展

基因治疗在恶性肿瘤、感染性疾病、自身免疫性疾病、罕见病等重大难治性疾病的治疗中表现出巨大潜力。基因递送载体是基因治疗能否成功实施的关键所在,聚乙烯亚胺(PEI)是一种被广泛研究的阳离子基因递送载体,在不同细胞系和转染条件下均展现出稳定高效的基因转染效果,其中PEI25k更被视作基因转染的“黄金标准”。为解决PEI在基因递送中存在的体内转染效率低、细胞毒性大、靶向性低和负载基因溶酶体降解等问题,该文对基于PEI设计构建新型纳米递送系统用于基因治疗的研究进展进行综述,主要包括高相对分子质量线性PEI、多糖、亲水性的聚合物和右旋糖酐修饰的PEI,交联的低相对分子质量PEI,基于PEI的无机纳米递送载体以及基于PEI的药物与基因共递送载体系统,以期为进一步构建高效低毒的基因递送系统提供理论指导。

基于聚乙烯亚胺的非病毒基因载体研究进展

如今,越来越多的非病毒基因载体被应用于基因传递中,聚乙烯亚胺(PEI)作为一种重要的阳离子聚合非病毒基因传递载体受到广泛的关注。针对如何克服其生物不可降解性和细胞毒性并进一步提高转染效率的问题,笔者通过文献综合介绍了一些新的策略,并具体对以PEI为基础的新型载体的合成、新型体外转染方法的建立以及体内应用等方面的研究进展进行综述。

阳离子聚合物在非病毒基因转染中的研究进展

基因治疗为治疗先天性遗传疾病和严重后天获得性疾病提供了一条新途径。目前,基因载体分为两类:病毒载体和非病毒载体。病毒载体转染效率高,但由于某些病毒载体存在免疫原性、致癌性、宿主DNA插入整合等缺点,从而限制了它们的应用。非病毒载体具有价格低、制备简单、安全有效、无免疫原性等优点,成为基因载体研究的热点。阳离子多聚物是非病毒载体的典型代表。文中综述近年来阳离子多聚物作为基因载体的研究现状和进展,重点介绍了阳离子多聚物基因载体的分类和与DNA的相互作用和传递机制。