氧化石墨烯用于siRNA与抗肿瘤药物的贯序输运及其协同抗癌效应

肿瘤的多药耐药性是肿瘤治疗中主要阻碍之一。其机理主要是肿瘤细胞通过pgp糖蛋白将胞内的药物分子有效地泵出或过量表达抗凋亡蛋白提高自身的耐药性。RNA干扰技术通过特异性降解信使RNA而抑制相关蛋白质的表达。因此,利用RNA干扰技术特异性抑制pgp糖蛋白或者抗凋亡蛋白在肿瘤细胞中的表达,在肿瘤等重大疾病的治疗上有着巨大的应用前景。

但是,由于游离的siRNA难以被细胞摄取,往往需要载体的辅助。石墨烯是一种新型二维纳米材料,其在生物医学的应用开始引起关注。

中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张智军研究员的研究组在氧化石墨烯可控联合载药和靶向输运研究的前期工作基础上(Zhang, et al. Small, 2010; DOI: 10.1002/smll.200901680.),最近研究了氧化石墨烯用于siRNA与化学药物贯序输运及其协同抗癌作用。他们将阳离子聚合物聚乙烯亚胺(PEI)与氧化石墨烯(GO)共价交联,制备出带正电的PEI-GO复合物,其可以通过静电作用将siRNA装载到PEI-GO上。研究表明,PEI-GO纳米载体输运对Bcl-2靶标的siRNA进入HeLa细胞后,产生的基因沉默效果明显高于PEI 25K,但细胞毒性却低于后者。在此基础上,他们进一步研究了该体系用于siRNA 和抗肿瘤药物阿霉素的贯序输运。结果发现,贯序输运对Bcl-2靶标的siRNA与阿霉素对肿瘤细胞的杀伤作用是对照组(scrambled-siRNA和阿霉素)的2.6倍,表现出明显的协同抗癌效应。此外,氧化石墨烯的合成方法简单,成本低廉,适于规模化制备。因此,基于氧化石墨烯的新型核酸/药物输运体系在肿瘤等重大疾病治疗中具有潜在的应用前景。

Zhang, et al., Small 2011; DOI: 10.1002/smll.201001522.