光敏感型阳离子基因传递载体

基因治疗是目前治疗癌症及先天性免疫系统疾病的有效手段,该技术的顺利实施有赖于安全、可靠、高效的基因传递载体。病毒载体因其潜在的风险性、无法大规模生产等缺点,使其应用受到限制;非病毒基因载体,如脂质体、阳离子聚合物等成为基因载体的发展方向。然而,目前非病毒基因载体仍面临很大的挑战。脂质体虽然具备转染效率高且稳定的优势,但其细胞毒性大;聚乙烯亚胺在细胞毒性方面有所改进,且转染效率相对较高,但是其在体内难以降解。因此,如何在保证良好的生物相容性和降解性的基础上努力提高阳离子聚合物的基因传递效果,成为当前基因治疗领域亟待解决的关键问题之一。

树枝状聚赖氨酸是近年发展起来的一类具有三维规整结构、高度支化和纳米尺度的单分散性高分子材料,凭借其独特的分子结构、无免疫原性、可生物降解、易于修饰等特性,在基因传递领域受到广泛的关注,但是其基因转染效率有待提高。目前提高其基因转染效率的普遍做法是增加代数或外围基团修饰,由此大大增加了合成、分离的难度和成本。

暨南大学薛巍教授课题组的马栋博士与广东医学院的林坚涛博士合作,利用点击化学方法设计合成了一种以卟啉为核、以3代树枝状聚赖氨酸基元为臂的结构精确的星型阳离子共聚物。利用卟啉特有的光敏感特性,将所得共聚物用于基因传递的研究,以期得到一种细胞毒性小、转染效率高的新型基因传递载体材料。研究发现,在可见光照条件下,卟啉的引入有助于复合基因的纳米粒子从内涵体中的逃逸,从而有助于转染效率的提高。在可见光照条件下,该星型阳离子共聚物的基因传递能力显著增强,3代树枝状聚赖氨酸的基因转染效率(N/P = 20时)即可接近聚乙烯亚胺(PEI-25k)的水平,使得该类材料在肿瘤治疗领域显示出重要的应用前景。