近期,生物材料学领域权威杂志《Biomaterials》发表了健康科学研究所张晓玲研究员题为 “Biscarbamate cross-linked low molecular weight PEI for delivering IL-1 receptor antagonist gene to synoviocytes for arthritis therapy”的研究论文。本文介绍了健康所骨科细胞与分子生物学课题组近年来在新型基因给药系统方面的最新研究进展。相关工作是由健康科学研究所硕士研究生向晟楠及交大药学院苏靖博士等合作完成。
聚阳离子类载体由于其较高的基因物质凝聚能力从而被广泛用于基因输送,然而传统用于基因输送的聚阳离子类载体如:聚乙烯亚胺(PEI)缺少可降解的化学键从而难以在细胞及生物体内代谢清除从而具有较大的毒性。所以如何降低聚阳离子载体对细胞的毒性一直以来都是其走向临床基因(分子)治疗应用的关键问题之一。对载体化学结构中引入可降解的化学键,使其能够在生物体内自行降解成小分子量的片段并最终得以代谢清除是降低载体毒性的有效途径之一。
近年来健康科学研究所骨科细胞与分子生物学组与上海交通大学药学院金拓教授课题组在非病毒基因输送体系的研发及骨相关疾病的治疗领域进行了一系列的研究合作。该文介绍了在合作研究中开发出的一种新型可降解聚阳离子基因输送载体:PEI-Bu。该载体在体外可降解并且相比传统已商品化的聚阳离子载体PEI对大鼠原代滑膜细胞具有较低的细胞毒性,同时其转染效率也明显高于PEI转染组。利用对大鼠原代滑膜细胞转染治疗基因白介素1受体拮抗蛋白(IL-1Ra)以后可有效下调炎症因子白介素-1所诱导的关节炎相关基因的高表达,使其表达量接近于正常水平,证明PEI-Bu在关节炎治疗领域具有潜在开发价值。本文同时探讨了可降解基因载体对细胞的毒性及内吞机理,为药物学家,材料学家今后设计出低毒高效的可降解载体提供了理论参考。
该课题得到国家科技部、中科院、上海市教委以及上海交通大学相关基金的资助。