納米顆粒的尺寸很小,但它們比其他顆粒具有更大的粘附表面,同時具有高穩(wěn)定性。正因為如此,它們能夠成功地穿過細(xì)胞膜,進入細(xì)胞,并與自然發(fā)生的細(xì)胞內(nèi)途徑結(jié)合,具有將特定顆粒帶到預(yù)定目標(biāo)位置的***準(zhǔn)確性。由于納米顆粒在細(xì)胞內(nèi)運輸和保護化合物方面具有巨大的潛力,可以避免酶的消化或儲存在核內(nèi)體中,因此納米顆粒作為細(xì)胞過程成像的工具,作為將藥物攜帶到細(xì)胞內(nèi)的各種系統(tǒng)的一部分,或**終用于基因傳遞。納米顆粒通過官能團和非共價鍵之間的特異性和非特異性鍵與核酸結(jié)合的特性類似于體內(nèi)DNA和抑制蛋白之間的自然結(jié)合。在細(xì)胞內(nèi)運輸外源DNA的效率受到兩個主要因素的限制:內(nèi)吞作用,穿過細(xì)胞膜的方式,或適當(dāng)?shù)募?xì)胞受體***和內(nèi)體屏障的破壞。研究表明,在細(xì)胞內(nèi),與熒光標(biāo)記物連接的納米顆粒聚集在靠近細(xì)胞核的溶酶體中,但它們不會穿過核膜。事實上,這并沒有干擾特定基因結(jié)構(gòu)編碼的蛋白質(zhì)的表達,這證明了納米顆??梢詤⑴c內(nèi)體途徑,并可以通過細(xì)胞質(zhì)將DNA運輸?shù)郊?xì)胞核。不同種類的化學(xué)物質(zhì)有不同的納米粒子,它們具有不同的性狀、化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。是由非離子核酸與陽離子脂質(zhì)體(CLs)表面結(jié)合,形成多層脂質(zhì)-核酸復(fù)合物而形成的。陜西脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑
脂質(zhì)顆粒的加入導(dǎo)致內(nèi)體DNA釋放增加。Delgado等人通過在腎細(xì)胞中添加魚精蛋白,設(shè)法提高了固體脂質(zhì)納米顆粒的轉(zhuǎn)染效率,但與不添加魚精蛋白的對照組相比,相同的多功能單元,DNA/魚精蛋白/SLN(固體脂質(zhì)納米顆粒),降低了HEK 293細(xì)胞系(人胚胎腎細(xì)胞)的轉(zhuǎn)染效率。這給了我們希望,通過加入必要的配體的可能性,使用納米顆粒的轉(zhuǎn)染可能會調(diào)整到給定的細(xì)胞類型。Bahrami et al.經(jīng)表明,不同種類的納米顆粒以不同的方式與細(xì)胞膜結(jié)合。形成這些鍵的差異取決于它們的球形或非球形形狀,也取決于不同納米顆粒所表現(xiàn)出的各種粘附電位以及它們進入后引起的膜形狀變化。Prabha等人的實驗表明,納米顆粒的大小對COS-1(非洲綠猴腎細(xì)胞)和HEK 293細(xì)胞系的轉(zhuǎn)染效率有***影響:使用較小的納米顆粒時,轉(zhuǎn)染效率分別是使用較大納米顆粒的27倍和4倍。在兩種分散體中,小顆粒和大顆粒的細(xì)胞攝取、表面電荷和DNA釋放是相同的,這表明使用納米顆粒進行基因傳遞的效率受到許多因素的影響,它們的使用應(yīng)該根據(jù)細(xì)胞類型和應(yīng)用條件進行具體調(diào)整。此外,用作納米顆粒分散劑的不同物質(zhì),如十六種不同類型納米顆粒的豬肺表面活性劑和牛血清白蛋白,對其在溶液中的團聚有***影響。siRNA轉(zhuǎn)染試劑定制化學(xué)轉(zhuǎn)染可分為基于脂質(zhì)體或非基于脂質(zhì)體。
在腺病毒載體或脂質(zhì)體的全身遞送后,轉(zhuǎn)基因表達相對短暫。靜脈注射脂叢的肺表達比給藥后第1天和第2天觀察到的比較大表達量每周減少約1log。造成這種現(xiàn)象的機制可能有以下幾種:(a)產(chǎn)生針對外源基因產(chǎn)物的新***抗體,(b)細(xì)胞因子介導(dǎo)的啟動子關(guān)閉,(c)通過凋亡、先天或適應(yīng)性免疫反應(yīng)根除表達細(xì)胞以及(d)表達基因的細(xì)胞因細(xì)胞凋亡而減少是導(dǎo)致表達減少。這些機制具有重要意義,因為不可能重復(fù)給藥,而且轉(zhuǎn)基因凈表達會隨著時間的推移而減少。盡管通過中和或消除細(xì)胞因子的產(chǎn)生可以提高肺中的基因表達水平。靜脈給藥引起的毒性可能是由于小鼠轉(zhuǎn)氨酶水平的增加,在相同劑量下,小鼠肝臟出現(xiàn)組織病理學(xué)病變,但肺部沒有不良反應(yīng)。這種增加可以通過使用較少的細(xì)胞毒性陽離子脂質(zhì)體(CLs)來控制。轉(zhuǎn)氨酶的釋放歸因于未甲基化的堿基,如pDNA序列中的胞嘧啶和鳥嘌呤。
目前核酸遞送系統(tǒng)的局限性之一是無法深入穿透組織和***,如實體瘤和大腦。通常情況下,只能到達并轉(zhuǎn)染細(xì)胞的外層,從而導(dǎo)致***效果不佳。愛潑斯坦巴爾病毒(EBV),一種人類**病原體,似乎通過劫持**微環(huán)境中的外泌體進行細(xì)胞間通訊來克服這一點。外泌體是小的膜囊泡(40 ~ 200nm),起源于內(nèi)吞。在被釋放到細(xì)胞外環(huán)境后,由于其表面存在細(xì)胞識別分子,它們可以與鄰近細(xì)胞融合。外泌體外泌體是細(xì)胞間mRNA、小rna (miRNA)和信號因子的載體,通過經(jīng)歷細(xì)胞內(nèi)化和釋放的幾個周期,能夠跨越幾層組織。它們可以由多種細(xì)胞分泌,包括腫瘤細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、B細(xì)胞、T細(xì)胞、上皮細(xì)胞和神經(jīng)元。利用外泌體途徑的一種潛在方法是將脂質(zhì)體核酸重新包裝到外泌體中。這可以通過靶向外泌體特異性的膜蛋白(如四跨蛋白和膜聯(lián)蛋白)并啟動脂質(zhì)體和外泌體之間的融合事件來實現(xiàn)。超聲輔助轉(zhuǎn)染涉及在宿主細(xì)胞膜上制造微小的孔,以促進核酸(包括DNA和RNA)的傳遞。
在7種轉(zhuǎn)染試劑(DAC-30、DC-30、Lipofectin、LipofectAMINEPLUS、Effectene、FuGene 6和superect)中,F(xiàn)uGene 6轉(zhuǎn)染HASMCs和α-10 SMCs的效率比較高。在這兩種細(xì)胞系中,superect產(chǎn)生的細(xì)胞毒性作用比較高,其次是DAC-30和Lipofectamine Plus,而FuGene 6被認(rèn)為對細(xì)胞系相對安全。在另一項比較人類和動物來源的不同細(xì)胞系轉(zhuǎn)染結(jié)果的研究中,豬氣管上皮細(xì)胞(PTE)被Effectene、Lipofectamine Plus和PEI等轉(zhuǎn)染試劑轉(zhuǎn)染的效率高于人類氣管上皮細(xì)胞(HTE)?;瘜W(xué)轉(zhuǎn)染后,轉(zhuǎn)染后的HTE也表現(xiàn)出比PTE更低的活力。兩項被引用研究的綜合結(jié)果認(rèn)為動物細(xì)胞系可能比人類細(xì)胞系更有效地轉(zhuǎn)染。懸浮細(xì)胞通常被認(rèn)為比貼壁細(xì)胞更難轉(zhuǎn)染,因為轉(zhuǎn)染復(fù)合物對細(xì)胞的潛在附著減少懸浮細(xì)胞表面。然而,一項比較Xfect、Lipofectamine2000、Nanofectamin、TransIT-X2和TransIT-2020效率的研究表明,除了Xfect之外,所有試劑轉(zhuǎn)染懸浮細(xì)胞的效率都高于貼壁細(xì)胞(Tammetal.,2016)。然而,相反觀察結(jié)果背后的原因在很大程度上仍不清楚,未來可能會進一步探索。核酸與轉(zhuǎn)染試劑的比例基因是陽離子聚合物作為轉(zhuǎn)染劑的主要應(yīng)用。重慶非脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑
作為一般指導(dǎo)原則,建議使用早期傳代的細(xì)胞以獲得良好的轉(zhuǎn)染效率,特別是涉及原代或干細(xì)胞的轉(zhuǎn)染。陜西脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑
為了在體外和體內(nèi)可重復(fù)地傳遞基因和siRNA,含有核酸的脂質(zhì)體、脂叢和多叢的配方需要精確組成轉(zhuǎn)染試劑。雖然有幾項研究已經(jīng)調(diào)查了血液成分如何使脂質(zhì)和聚合物納米顆粒不穩(wěn)定,對于介導(dǎo)細(xì)胞中基因傳遞或沉默的傳遞系統(tǒng)的**終組成知之甚少。多叢和脂叢的組成在系統(tǒng)給藥進入血液后會發(fā)生不斷的變化。過多的聚合物鏈或脂質(zhì)體成分不強烈附著于復(fù)合物將從顆粒中脫落,而新的成分,如脂蛋白,可以粘附在復(fù)合物的表面。這不僅會導(dǎo)致顆粒的不穩(wěn)定,還會改變生物分布或促進體內(nèi)***。了解在體內(nèi)遞送的每個階段(在給藥部位,在血液循環(huán)過程中,在***和組織的細(xì)胞外基質(zhì)中,以及**終進入靶細(xì)胞時),多聚物和脂聚物的組成如何變化,可能有助于設(shè)計具有更高穩(wěn)定性的合成載體系統(tǒng)。陜西脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑