层层自组装纳米粒作为非病毒基因载体

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1、《生命的化学》2011年31卷4期·582·●TechniqueandMethodCHEMISTRYOFLIFE2011，31(4)文章编号:1000-1336(2011)04-0582-05层层自组装纳米粒作为非病毒基因载体刘春喜张娜山东大学药学院，济南250012摘要：基因治疗的效果严重依赖于基因载体。与传统包封技术相比，在自组装技术基础上发展起来的以DNA为聚阴离子，与荷正电的高分子材料在溶液中形成纳米粒的方法，已成为目前最重要的非病毒基因载体制备手段，具有良好的应用前景。采用层层自组装(layer-by-layerassembly,LbL)技术可提高基因装载率，其优势还在

2、于纳米粒表面性质的可控性：在温和的条件下实现多种材料在载体表面的固定，实现载体多功能化等。本文将对近年来国内外有关层层自组装纳米粒作为非病毒基因载体的研究进展以及本课题组在此方向的研究进行简要综述。关键词：层层自组装；纳米粒；非病毒基因载体；基因治疗中图分类号：R944.1随着基因组学的发展和人类对基因在疾病中的1.层层自组装纳米粒作为基因载体的优势作用的逐步认识，基因治疗已成为生物医学和制药对于基因治疗来说，DNA和RNA均为高亲水领域中的研究热点之一。截止到2010年6月，全球范性、高荷电性、易降解的大分子，他们的活性与空围内已有1644个基因治疗临床试验得到批准。基因间结构

3、密切相关，这使得基因治疗备受挑战。传统治疗作为新兴的治疗手段，有着巨大的应用前景。的包封型纳米载体制备技术如乳化技术、溶剂挥发高效安全的基因传递系统是目前基因治疗中亟需解法等难以获得足够高的包封率和载药量。在纳米粒决的关键问题之一。随着近几年国内外纳米药物研制备过程中常常涉及机械操作和有机溶剂，有些载究的快速发展，特别是越来越多的纳米药物在国内体材料在降解过程中使周围环境呈酸性，这些都会[3]外上市，纳米基因载体备受研究者的青睐。在一定程度上破坏DNA的活性。另外，有些载体材层层自组装(layer-by-layerassembly,LbL)技术是料的降解缓慢，导致DNA释放障碍，

4、无法达到药物[4]基于聚电解质阴阳离子所带正负电荷间相互作用的的有效治疗浓度，LbL技术的出现，为构建核酸药[1]一种自组装超分子技术，可在纳米水平上进行结构物载体提供了新的方法。与传统的纳米粒制备技术和功能的控制，是极有发展前景的纳米新技术。这相比，采用LbL技术构建纳米基因载体具有诸多优种技术可以在分子水平上方便地组装具有特殊功能势。[2]的“超分子结构”，为创造新物质和产生新功能提1.1制备工艺简单可控供一种新途径，特别适用于基因转染的研究。目前通过简单的交替浸涂技术就可实现在材料表面应用最广的阳离子聚合物复合物系统(polyplex)就是组装分子，在纳米和亚微米尺度进行有

5、规则的结构[5]建立在荷负电治疗基因与荷正电阳离子聚合物间的设计，整个过程不需要复杂的仪器设备；可通过控静电作用基础上制备而成的。将LbL的制备原理应用制膜层厚度和DNA沉积的层数来控制DNA的装载[6]到基因载体的构建方法已成为非病毒基因载体最重率；可对粒子的组成、厚度、结构形态和性质以及[7]要的制备方法之一。药物释放等进行精确的调控。1.2制备条件温和收稿日期：2010-11-19在常温水溶液中就可以进行，无需借助外界机作者信息：刘春喜(1985-)，女，博士生，E-mail：[5]械力(如高速剪切等)和有机溶剂，有利于DNA分子liuchunxi2007@yahoo.co

6、m.cn；张娜(1969-)，女，博士，教授，博士生导师，通讯作者，E-mail：zhangnancy9@sdu.edu.cn的生物活性和天然构象。《生命的化学》2011年31卷4期●技术与方法·583·CHEMISTRYOFLIFE2011，31(4)1.3稳定性好度和成分的聚电解质多层膜的方法，为构建基因活层层自组装的驱动力是静电引力。中心粒子表化及功能化生物材料表面提供了新的思路，在表面面组装的聚电解质分子带有同种电荷，它们之间的介导基因转移(surface-mediatedgenetransfer)研究方面[8]静电排斥力使得每一层的吸附量不至于无止尽地增取得一定进展。S

7、u等以聚β-氨基酯作为聚阳离子聚加，而是在一定时间达到饱和从而保证了壳层结构合物，卵白蛋白(ova)或免疫刺激的CpGDNA寡聚核的稳定形成。苷酸连接分子作为聚阴离子，采用LbL技术在载玻片1.4组装分子的选择范围广泛上构建多层膜，首次用于经皮的药物和疫苗传递，可根据不同研究目的，选择不同功能的组装分延缓药物释放并在皮肤处形成药物储库，从而达到[6]子，如合成的聚电解质、带电荷的有机小分子或有更持久的疗效。Blacklock等以柔性不锈钢为基质，机粒，也可以是蛋白质、多糖、病毒、