壳寡糖作为基因载体的应用进展

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1、壳寡糖作为基因载体的应用进展摘要壳寡糖是是由N-乙酞氨基葡萄糖聚合而成的多糖，它可以通过甲壳素的脱乙酰产物壳聚糖降解而获得。如今研究壳寡糖的重点主要在如何修饰壳寡糖，因为不少研究都发现修饰后的壳寡糖在运送药物进入细胞、以及体内的释放的方面都具有明显的优势。关键词：壳寡糖，载体，目的基因，修饰1、引言基因治疗是目前最有前景、最受瞩目的治疗方法之一，它所具有的高效、靶向、副作用小等优点，极大地吸引了众多研究者的注意，使得他它在短时间内发展迅猛，给医学界带去了新的曙光。基因治疗是指将人的正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体靶细胞以纠正基因的缺陷或者发挥

2、治疗作用，从而达到治疗疾病目的的生物医学新技术。通常我们所说的基因治疗是指将遗传物质（DNA或RNA）导入患者的细胞中，以达到治疗疾病的目的。载体作为将目的基因导入细胞的工具，在基因治疗中占有重要一环，是基因治疗研究的重点之一。一般基因治疗的载体可分为病毒载体和非病毒载体。病毒载体具有效率高的优点，且研究较早，在基因治疗领域应用广泛，目前所使用的绝大多数是病毒载体。但是，病毒载体存在局限性，它的导向性差，可能诱导机体产生某种程度的免疫反应，存在潜在致瘤性[1]常用的病毒载体包括逆转录病毒载体，腺病毒载体，腺相关病毒载体和疱疹病毒载体等。相比之下，非病毒载体

3、具有不受基因片段大小的限制，无传染性，靶向性较高等优点，成为继病毒载体后备受关注的新型载体。现如今常见的非病毒载体有脂质体、壳聚糖、纳米颗粒载体等。脂质体载体是利用人造双层磷脂质，包装DNA后形成的脂质体－DNA复合物，是应用最多的非病毒介导的基因转移系统。壳聚糖纳米粒具有靶向、缓释、增加药物吸收、提高药物稳定性等作用，7其生物膜的黏着性高，可通过肠Peyer’s斑吸收而提高药物生物利用度[2]，在药物新剂型的研究和开发中得到了广泛的应用。而纳米颗粒载体又分为许多种，包括无机类纳米颗粒和天然高分子纳米颗粒。无机类纳米颗粒如硅、铁氧化物、碳纳米管、磷酸钙、羟

4、基磷灰石、金属纳米粒子等。其转染效率虽低于病毒载体，但由于其具有无免疫原性，能免受病原菌的侵袭、低毒、装载容量大、稳定性高、易于储存、制备容易等优势而引起广泛关注。天然高分子纳米颗粒包括壳聚糖纳米颗粒，淀粉纳米颗粒，明胶纳米颗粒等，具有生物相容性好、结构稳定、结构和大小容易控制、可进行表面修饰而具有靶向性等优点，具有极强的竞争力。2、壳寡糖简介壳寡糖（又称寡聚氨基葡萄糖，Chitosanoligosaccharide，COS）是由N-乙酞氨基葡萄糖聚合而成的多糖，它可以通过甲壳素的脱乙酰产物壳聚糖降解而获得。甲壳素在地球上的量,仅次于纤维素，广泛存在于蟹壳

5、、虾壳的甲壳和一些真菌类如曲霉菌、毛霉菌等的细胞壁中[3]，是天然糖中唯一大量存在的碱性氨基寡糖。它还具有水溶性好,安全无毒、易被动物体吸收等优点，因此，它在很多方面都具有良好的应用价值[4]。壳寡糖有抑制肿瘤的功用。近几年来，国内外学者对壳寡糖的抗肿瘤作用进行了较多的研究，目前普遍认为，壳寡糖的抗肿瘤作用与其自身的正电性、相对分子质量（Mr）、脱乙酰度和化学修饰有关[6]。刘莹等[6]用不同浓度的壳寡糖作用Lovo细胞，发现高浓度的壳寡糖对Lovo细胞有明显抑制作用，而低浓度壳寡糖的抑制作用不明显。壳寡糖有降血脂的功用。早在1988年就有人发现壳寡糖有清

6、除血液中胆固醇的作用。胡迎春等将壳寡糖和辛代化汀分别让患有高脂症的新西兰家兔服用，发现壳寡糖具有一定的降血脂作用。Liao等[7]在60名志愿者中进行的实验，观察发现服用水溶性壳聚糖的实验组总胆固醇下降了7.5%,服用水不溶性壳聚糖的实验组总胆固醇下降了8.9%。壳寡糖有抗植物病毒的功用。商文静[8]等用中科6号壳寡糖喷洒在烟草叶面，证明壳寡糖具有诱导植物抗病毒的特性。Takezawa[9]发现壳寡糖可以诱导ccd21基因的mRNA迅速增加,而ccd21基因编码一个14kD的Ca2+7结合蛋白。这一结果证明壳寡糖诱导的植物抗性有钙信使途径的参与,可引起离子

7、流的改变，而钙信使系统参与壳寡糖对棉花细胞的诱抗作用,这也说明壳寡糖与植物抗病性有关。3、壳寡糖作为基因载体的应用进展壳聚糖与壳寡糖在近几年来备受关注，因为其含有游离氨基，其氮原子上还有一对未结合的电子，使氨基呈弱碱性，能结合一个氢离子，从而成为带正电荷的电解质。研究证实壳聚糖具有生物黏附性和多种生物活性，它能与活体组织相容，不会引起过敏反应和排斥现象，其被体内的溶菌酶、胃蛋白酶降解后，降解产物能完全地被人体吸收，无毒、无副作用，比较适于作为缓控释辅料[10~11]。壳聚糖包封药物后，可使其释放减慢、疗效延长，毒副作用降低，利用壳聚糖制备缓释、控释制剂已成

8、为近年来新剂型研究的热点[12]。从载体递送基因的释放角度看，壳聚