肿瘤酸度响应新型基因递送系统的构建及其siRNA递送效率评价
发布时间：2021-04-13 18:20
自RNA干扰技术（RNAi）发现以来,基于siRNA的药物研究取得了不错的进展,为癌症的基因治疗提供了新思路。然而,裸露的siRNA稳定性差、容易被血清中的核酶降解、血液半衰期短、转染效率低。传统的基因递送系统肿瘤靶向效率低,且不能快速有效地逃逸内涵体,严重限制了siRNA在肿瘤治疗中的应用。聚乙烯亚胺（PEI）是一种具有出色转染效果的金标准聚合物,但其严重的细胞毒性和不可降解性阻碍了其作为基因传递载体的治疗应用。本课题通过向PEI中引入可生物降解的聚乳酸（PLA）,合成PEI-PLA共聚物以改善PEI的生物相容性,并在细胞水平验证了其对siRNA的递送效率。低pH插入肽（pH low insertion peptide,pHLIP）是一种pH依赖的具有跨膜活性的可溶性多肽,在弱酸性条件下,pHLIP可作为一种生物纳米注射器,将连接在其碳端的不能进入细胞膜的物质靶向递送至肿瘤细胞内。本课题将酸性微环境下可特异穿膜的pHLIP连接至PEI-PLA共聚物上,设计合成了pHLIP-PEI-PLA共聚物,并在细胞水平验证了其对siRNA的递送效率。本论文主要包括以下两个研究部分:第一部分:将P...
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
siRNA干扰的作用机制[1,14]
第一章文献综述3期短，转染效率低，严重限制了siRNA在肿瘤治疗中的应用[18,19]。因此，需要提高siRNA的循环稳定性和对肿瘤细胞的递送效率。1.2siRNA递送系统将siRNA安全有效地运送到肿瘤治疗部位是基因治疗面临的重要挑战，也是肿瘤基因治疗发展的研究热点。目前，siRNA递送载体系统可分为两大类：病毒载体递送系统和非病毒载体递送系统。1.2.1病毒载体对于载体递送系统的研究最初集中在病毒载体上，包括腺病毒[20,21]、腺相关病毒[22,23]、慢病毒[24,25]和逆转录病毒[26]。如图1.2所示，重组病毒杂交载体将其具有将治疗性的DNA整合到真核细胞的宿主基因组中[27]。虽然这些病毒载体在基因递送方面表现出优异的效率，但是存在严重的脱靶缺陷，包括严重的免疫或是炎症反应、毒性、插入核酸大小的限制、翻译修饰困难和难以实现药物级规模化生产，限制了病毒载体在肿瘤基因治疗中的应用[28,29]。图1.2重组病毒杂交载体的原理。病毒杂交载体将病毒的有效传递载体与改良的遗传元件DNA结合在一起，通过体细胞整合到靶细胞的宿主基因组中来稳定地维持治疗性DNA[27]。Figure1.2Principleofintegratingviralhybridvectors.Viralhybridvectorscombineefficienttransductionratesofviruses(deliveringvector)withimprovedgeneticelementsforstablemaintenanceoftherapeuticDNAbysomaticintegrationintothehostgenomeofthetargetcell[27].1.2.2非病毒载体非病毒载体，包括基于肽、脂类、聚合物以及纳米颗粒的递送载体[28,29]。相比
肿瘤酸度响应新型基因递送系统的构建及其siRNA递送效率评价4较于病毒载体，非病毒载体由于低免疫原性、低毒性、易于合成、较好的生物相容性以及可生物降解性，被广泛研究作为基因治疗中更安全的递送载体替代物。然而，在临床试验中发现大多数非病毒载体对于基因的转染效率较低，需要增强非病毒载体递送的靶向性并提高其内涵体逃逸能力，提高基因转染效率。1.2.2.1基于肽的递送载体肽因其合成方便、体积可控、功能多样、结构可调等优点而在siRNA递送方面备受关注。研究发现，单独使用肽作为载体不足以有效地将siRNA递送到细胞中，但肽可以用作多组分siRNA输送系统的重要组成部分。肽可以作为阳离子成分、细胞穿透组分、靶向配体或两亲性载体的疏水部分用于构建siRNA输送系统。例如，阳离子肽可与带负电的siRNA进行络合，以形成携载siRNA的纳米复合物。肽靶向配体也可用于修饰siRNA输送系统，以实现靶向输送。如图1.3所示，由疏水氨基酸和阳离子氨基酸组成的两亲性螺旋细胞穿膜肽（Amphipathichelicalcell-penetratingpeptide,CPP）可以将不能穿透细胞膜的分子如siRNA递送到肝癌细胞中[30]。图1.3将siRNA通过两亲性细胞穿膜肽递送至肝癌细胞中[30]。Figure1.3siRNAdeliveryusingamphipathiccell-penetratingpeptidesintohumanhepatomacells[30].其中，阳离子肽可以通过静电相互作用与带负电荷的siRNA结合，有易于合成、尺寸及结构可控可调、可修饰等物理化学特性，因此成为一种很有前途的递送载体。一般来说，阳离子肽用于介导siRNA的递送有三种方法：阳离子肽与siRNA共价结合；阳离子肽与siRNA的非共价结合；阳离子肽可以与带负电的siRNA进行缩聚，再整合在脂质或聚合物载体中[13]。
【参考文献】：
硕士论文
[1]一种肿瘤酸度响应Beclin 1功能蛋白的表达及生物活性评价[D]. 孙俊清.山西大学 2018
本文编号：3135782
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
siRNA干扰的作用机制[1,14]
第一章文献综述3期短，转染效率低，严重限制了siRNA在肿瘤治疗中的应用[18,19]。因此，需要提高siRNA的循环稳定性和对肿瘤细胞的递送效率。1.2siRNA递送系统将siRNA安全有效地运送到肿瘤治疗部位是基因治疗面临的重要挑战，也是肿瘤基因治疗发展的研究热点。目前，siRNA递送载体系统可分为两大类：病毒载体递送系统和非病毒载体递送系统。1.2.1病毒载体对于载体递送系统的研究最初集中在病毒载体上，包括腺病毒[20,21]、腺相关病毒[22,23]、慢病毒[24,25]和逆转录病毒[26]。如图1.2所示，重组病毒杂交载体将其具有将治疗性的DNA整合到真核细胞的宿主基因组中[27]。虽然这些病毒载体在基因递送方面表现出优异的效率，但是存在严重的脱靶缺陷，包括严重的免疫或是炎症反应、毒性、插入核酸大小的限制、翻译修饰困难和难以实现药物级规模化生产，限制了病毒载体在肿瘤基因治疗中的应用[28,29]。图1.2重组病毒杂交载体的原理。病毒杂交载体将病毒的有效传递载体与改良的遗传元件DNA结合在一起，通过体细胞整合到靶细胞的宿主基因组中来稳定地维持治疗性DNA[27]。Figure1.2Principleofintegratingviralhybridvectors.Viralhybridvectorscombineefficienttransductionratesofviruses(deliveringvector)withimprovedgeneticelementsforstablemaintenanceoftherapeuticDNAbysomaticintegrationintothehostgenomeofthetargetcell[27].1.2.2非病毒载体非病毒载体，包括基于肽、脂类、聚合物以及纳米颗粒的递送载体[28,29]。相比
肿瘤酸度响应新型基因递送系统的构建及其siRNA递送效率评价4较于病毒载体，非病毒载体由于低免疫原性、低毒性、易于合成、较好的生物相容性以及可生物降解性，被广泛研究作为基因治疗中更安全的递送载体替代物。然而，在临床试验中发现大多数非病毒载体对于基因的转染效率较低，需要增强非病毒载体递送的靶向性并提高其内涵体逃逸能力，提高基因转染效率。1.2.2.1基于肽的递送载体肽因其合成方便、体积可控、功能多样、结构可调等优点而在siRNA递送方面备受关注。研究发现，单独使用肽作为载体不足以有效地将siRNA递送到细胞中，但肽可以用作多组分siRNA输送系统的重要组成部分。肽可以作为阳离子成分、细胞穿透组分、靶向配体或两亲性载体的疏水部分用于构建siRNA输送系统。例如，阳离子肽可与带负电的siRNA进行络合，以形成携载siRNA的纳米复合物。肽靶向配体也可用于修饰siRNA输送系统，以实现靶向输送。如图1.3所示，由疏水氨基酸和阳离子氨基酸组成的两亲性螺旋细胞穿膜肽（Amphipathichelicalcell-penetratingpeptide,CPP）可以将不能穿透细胞膜的分子如siRNA递送到肝癌细胞中[30]。图1.3将siRNA通过两亲性细胞穿膜肽递送至肝癌细胞中[30]。Figure1.3siRNAdeliveryusingamphipathiccell-penetratingpeptidesintohumanhepatomacells[30].其中，阳离子肽可以通过静电相互作用与带负电荷的siRNA结合，有易于合成、尺寸及结构可控可调、可修饰等物理化学特性，因此成为一种很有前途的递送载体。一般来说，阳离子肽用于介导siRNA的递送有三种方法：阳离子肽与siRNA共价结合；阳离子肽与siRNA的非共价结合；阳离子肽可以与带负电的siRNA进行缩聚，再整合在脂质或聚合物载体中[13]。
【参考文献】：
硕士论文
[1]一种肿瘤酸度响应Beclin 1功能蛋白的表达及生物活性评价[D]. 孙俊清.山西大学 2018
本文编号：3135782
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3135782.html
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