纳米颗粒载体——核酸的理想递送体系

纳⽶颗粒载体——核酸的理想递送体系
基因疗法和寡核苷酸药物能够缓解或治愈许多传统⼿段⽆法应对的疾病,特别是由基因缺陷或异常引起的疾病。裸露的核酸易被组织或细胞内的酶降解,细胞摄取效果较差,因此科学家们致⼒于开发递送载体以转运核酸。
病毒载体能够有效感染宿主细胞,已成为基因转运最热门的载体,然⽽每种病毒都有⾃⾝的优势和不⾜。虽然经过了多年的发展和改进,但病毒载体依然有较⾼的细胞毒性和免疫原性,容易引起炎症反应,且存在费⽤⾼、装载DNA⼤⼩和数量有限等问题。
表1. 不同纳⽶颗粒载体特点
表2. 部分使⽤纳⽶颗粒载体的寡核苷酸药物
橡皮弹
有机纳⽶颗粒
通过化学键合或物理包埋的⽅式可以将药物结合到有机纳⽶颗粒中。有机纳⽶颗粒包括阳离⼦聚合物纳⽶颗粒和基于脂质的体系等,典型的有机纳⽶颗粒包括脂质体、纳⽶乳剂、树枝状聚合物和聚合物纳⽶颗粒等。
图1. 有机纳⽶颗粒及其他药物载体
1、脂质纳⽶颗粒(LNP)
异位发酵床
⽬前基于脂质的体系主要包括脂质体、胶束、乳剂和固体脂质纳⽶颗粒(SLN)。脂质体由磷脂组成,磷脂易在⽔性溶剂中形成封闭的脂质双分⼦层,从⽽形成纳⽶级别的颗粒。脂质体纳⽶载体已被⼴泛⽤于寡核苷酸药物的研究中,特别是反义寡核苷酸(ASO)和siRNA。脂质体包括阳性、中性和阴性脂质体,其中阳性脂质体通常被⽤作递送载体,因为可通过静电⼒与核酸中存在的带负电的磷酸基团相互作⽤,形成纳⽶颗粒。这种脂质复合物能够保护其中的遗传物质免遭降解,并在哺乳动物细胞内递送。
图2. 脂质纳⽶颗粒
2、聚合物纳⽶颗粒(PNP)
阳离⼦聚合物因其易于合成和灵活的特性成为⾮病毒基因递送载体的另⼀个主要类型。聚合物可以与核酸结合,在⽣理pH下形成多聚复合物,以促进基因递送。通常情况下,聚合物纳⽶颗粒具有带正电
的单元,可促进与核酸的静电结合。此外,通过使⽤可降解的连接物也可实现核酸与聚合物的共价连接。
表3. 代表性聚合物纳⽶颗粒载体特点
图3. 聚合物纳⽶颗粒
⽆机纳⽶颗粒
⽆机纳⽶颗粒(INPs)由⽆机颗粒和可⽣物降解的聚阳离⼦合成。典型的⽆机纳⽶颗粒包括⾦属、⾦属氧化物、碳材料、由超顺磁性氧化铁纳⽶颗粒(SPION)组成的磁性纳⽶颗粒。较常⽤的是介孔⼆氧化硅纳⽶粒⼦(MSN),具有孔道均匀、易于官能化、⽣物相容性、⾼⽐表⾯积、⼤孔容和可⽣物降解性等特性。
图4. ⽆机纳⽶材料
1、⾦属纳⽶颗粒
⾦属纳⽶颗粒作为基因载体的结构通常以⾦属为核,功能材料为壳,具有良好的⽣物相容性、储存稳
定性、易于制备、多功能性、毒副作⽤⼩等特点,它还能使某些具有基因递送性能的材料获得靶向性、可控性及可成像性等功能。但⾦属纳⽶颗粒在体内不易降解,安全隐患使其临床应⽤受到⼀定限制。
表4. 代表性⾦属纳⽶颗粒载体特点
四平王宇
2、⽆机⾮⾦属纳⽶材料
⼀些基因载体由⽆机⾮⾦属纳⽶材料与功能性的分⼦杂合得到,包括碳材料和硅材料。⽆机⾮⾦属纳⽶颗粒的⽣物安全性优于⾦属纳⽶颗粒,修饰在其上的功能分⼦通常在转染效率上优于功能分⼦本⾝,但⽆机⾮⾦属纳⽶颗粒的⽣物降解性能仍有待改善。
表5. 代表性⽆机⾮⾦属纳⽶材料载体特点
H无穷控制
3、其他
包含两个或多个纳⽶结构的纳⽶颗粒,可能同时使⽤有机和⽆机材料来实现功能,同时减少不良反应,
贝尔西
例如脂质-聚合物杂化纳⽶粒(LPHNP)。
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本文发布于:2024-09-22 22:23:19,感谢您对本站的认可!

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