在基因治疗领域,安全高效的基因递送系统一直是研究热点。尽管改造后的病毒载体在临床试验中取得了一定成功,但其免疫原性和靶向性不足等问题限制了应用。近年来,合成聚合物因其低细胞毒性和可设计性受到关注,但传统聚合物难以同时满足高效递送和化学性质可调的需求。
来自美国麻省理工学院(MIT)的Paula Hammond和Robert Langer教授团队开发了一种基于自组装嵌段共聚物的新型DNA聚合物纳米颗粒,能够高效、低毒地将目标基因递送至特定细胞。该研究发表于2005年11月的《自然-方法学》(Nature Methods),为基因治疗载体设计提供了新思路。
这种嵌段共聚物由三个功能模块组成:阳离子支化聚合物用于结合带负电的DNA质粒,亲水性线性聚合物(如聚乙二醇)可减少非特异性吸附并提高血清稳定性,糖配体则负责识别细胞表面受体,实现靶向递送。三个模块通过化学合成独立优化,再通过自组装形成纳米级“多聚物”(polyplex)。
研究团队将编码萤火虫荧光素酶的基因包装入该多聚物,并转染两种细胞系。72小时后,细胞发出荧光,证实基因成功表达且多聚物被有效内吞。该系统的优势在于:高效递送、血清稳定性、低毒性以及化学性质可调——每个模块均可独立修饰,以适应不同靶细胞或递送其他分子(如疏水性药物)。
目前,团队正计划进行体内测试,并进一步优化配体以识别特定细胞类型。Hammond表示:“我们在化学方面还有很多工作要做。”这一策略为开发下一代基因递送系统奠定了基础。
参考文献:Wood, K. C., et al. (2005). Nature Methods, 2(11), 831-836.