CS应用于基因传递的研究现状及进展

1、CS应用于基因传递的研究现状及进展研究背景：RNA干扰（RNAi）: 1998年，Fire及其工作团队做线虫Caenorhabditis elegans, discovered实验时，发现短双链RNA(dsRNA)能干扰基因表达。RNAi的发现为疾病临床治疗尤其是基因类疾病的治疗提供了一种新方法, RNAi是siRNA作为介导子引起的特异性地降解相同序列的mRNA，从而阻断相应基因表达的转录后基因沉默机制 1。1 Castanotto D, Rossi JJ. The promises and pitfalls of RNAinterferencebased therapeutics. Nat

2、ure, 2009, 457: 426433.（外源dsRNA经dicer剪切或是外源化学合成或是质粒DNA转录形成的siRNA）siRNA是长度为21到23个核苷酸的双链RNA ，是RNAi机制中的重要效应物。通过向生物体内导入特异外源性小RNA可以实现基因治疗的效果，方法有物理技术基因枪、电穿孔术、高压注射，载体技术病毒、脂质体等。但是裸siRNA由于具有核酸分子类特性，在高浓度血清环境中极易被核酸酶降解而不稳定，且不易被组织吸收，具有稳定性差、半衰期短、细胞内转染效率低和靶向性差等缺点2，【2】Yan Wang1,2, Zhiguo Li1 and Yee Han3, ect. Nano

3、particle-Based Delivery System for Application of siRNA In Vivo. Current Drug Metabolism, 2010, 11, 182-196。载体的研究成为解决问题的关键。基因载体有两类，病毒类和非病毒类。传统的基因传递是通过病毒载体来实现的，病毒载体会引起炎症反应、不良的免疫反应并具有致癌作用3。3 Simon RH, Engelhardt JF, Yang Y, Zepeda M, WeberPendelton S, Grossman M and Wilson JM. Adenovirusmediated gene

4、transfer of the CFTR gene to lung of nonhuman primates: toxicity study. Human Gene Therapy, 1993, 4: 771780.非病毒类载体有脂质体、阳离子聚合物类如枝状分子、研究较多的PEI、CS等，非病毒类载体还包括无机类包括磁纳米粒、量子点（Qdot）纳米粒、碳纳米管、金纳米粒或是纳米杆。由于低毒性，低免疫原性9，优良的生物降解性和生物相容性等有利特质，壳聚糖（CS）被尝试与siRNA自组装成聚电解质复合物用于基因转运10 10 Borchard G. Chitosans for gene deliv

5、ery. Advanced Drug Delivery Reviews, 2001, 52: 145150。CS是甲壳类动物(如虾、蟹)、昆虫和其它无脊椎动物外壳中的甲壳质(chitin) 经脱乙酰化制得的一种天然高分子多糖体，由氨基葡萄糖经-1,4-糖苷键连接而成，是自然界中唯一的碱性多糖【3】【3】Shirui Mao, Wei Sun , Thomas Kissel . Chitosan-based formulations for delivery of DNA and siRNA. Advanced Drug Delivery Reviews 62 (2010) 1227。与siRN

6、A可以通过基于静电相互作用、包封或者吸附的方法制备成复合物，如：离子交叉连接5, 11，离子凝胶化5, 12，乳化13，凝聚14, 15，共价交联16，去溶剂化17等。5 Katas H, Alpar HO. Development and characterisation of chitosan nanoparticles for siRNA delivery. Journal of Controlled Release, 2006, 115: 216225. 11 Liu XD, Howard KA, Dong M, Andersen M, Rahbek UL, Johnsen MG, H

7、ansen OC, Besenbacher F, Kjems J. The influence of polymeric properties on chitosan/siRNA nanoparticle formulation and gene silencing. Biomaterials, 2007, 28: 12801288.12 Malhotra M, Kulamarva A, Sebak S, Paul A, Bhathena J, Mirzaei M, Prakash S. Ultrafine chitosan nanoparticles as an efficient nucl

8、eic acid delivery system targeting neuronal cells. Drug Development and Industrial Pharmacy, 2009, 35: 719726.13 Katas H, Chen S, Osamuyimen AA, Cevher E, Alpar HO. Effect of preparative variables on small interfering RNA loaded Poly (D, Llactidecoglycolide)chitosan submicron particles prepared by e

9、mulsification diffusion method. Journal of Microencapsulation, 2008, 25: 541548. 14 Lee DK, Yun KS, Ban HS, Choe W, Lee SK, Lee KY. Preparation and characterization of chitosan/polyguluronate nanoparticles for siRNA delivery. Journal of Controlled Release, 2009, 139: 146152.15 Yuan YJ, Tan JY, Wang

10、YF, Qian CW, Zhang MY. Chitosan nanoparticles as nonviral gene delivery vehicles based on atomic force microscopy study. Acta Biochimica et Biophysica Sinica, 2009, 41: 515526.16 Loretz B, BernkopSchnrch A. In vitro evaluation of chitosanEDTA conjugate polyplexes as a nanoparticulate gene delivery system. The AAPS Journal, 2006, 8: E756E764.非病毒类载体高聚物有PEI、聚乳酸共乙二酸、多肽、壳聚糖、树形分子、环糊精、壳聚糖和含不同高聚物的纳米粒。研究背景及发展历史：1998年，Fire等人发现的。siRNA传递面临的障碍 Strategies and advances in nanomedicine for targeted siRNA delivery基因载体病毒类载体：非病毒类载体：分类、