【参赛作品】调控基因——siRNA带来的大影响

生物材料植入人体之后能否正常使用,细胞的粘附、增殖和分化起着重要的作用,尤其是材料表面血管化,为后期的材料与细胞结合、生长起输送养分以及排除代谢产物的作用。因此,诱导细胞成血管化,并定量调控血管的生长,成为生物材料进一步发展的热点和难题。

修补较大的组织缺损时,最好用支架材料填补缺损空间。支架经过人工的加工以及改性,可以模拟不同部位的细胞外基质的微环境。天然组织是最为理想的支架材料,不过由于其供体有限,不能满足广大病人的需求,因此人工合成的组织替代物的市场需求很大。支架的目标就是重建细胞微环境的要素,使细胞能够增殖、分化,并合成细胞外基质,最终形成具有血管结构的、能正常新陈代谢的组织。

调控细胞内部基因的表达,成为人工合成材料调节细胞分化的重要方法。RNA干扰(RNAi)是目前基因调控的一种重要手段,引起基因沉默现象的siRNA需要经过适当的化学修饰才能应用于体内。经过适当的化学修饰既能稳定siRNA双链,又能有效调控靶基因的几种常用的化学修饰方法,包括核糖体修饰、磷酸骨架修饰和碱基修饰等。

 

美国范德比尔特大学的Duvall研究团队在载siRNA用于干扰细胞基因表达方面取得了重大突破,相关研究发表在最近的Advanced Materials上(DOI: 10.1002/adma.201303520)。该团队通过使用聚酯型氨基甲酸酯支架,得到一个新颖的、具有可控性的、效果良好的SiRNA载体。通过体内以及体外试验,发现此支架具有高效的载siRNA性能,并且能够通过在形成聚酯型氨基甲酸酯支架的过程中调节的海藻糖的添加量以及改变异氰酸酯的添加量来调控支架的载siRNA性能。通过聚酯型氨基甲酸酯支架的降解速率的调控来调节siRNA的释放速率。PHD2沉默研究表明此载有siRNA的支架在体内可以促进血管的生成。

这个研究虽然没有进一步研究血管生成之后对组织修复的影响,不过这种促进血管生成的新型支架为人工合成的可降解支架成熟地应用于人体内部提供了一个有很大的研究空间的方法。通过载siRNA,使用基因进行细胞蛋白表达的调控,进而调控细胞的增殖以及分化,对于人工合成支架应用具有着重大的启发。

 

选材出处:Tunable Delivery of siRNA from a Biodegradable Scaffold to Promote Angiogenesis In Vivo