阳离子聚合物递送siRNA过程中的多个生物学屏障严重阻碍其应用,其中核酶降解和胞内释放相互制约,需同时确保复合物中siRNA的稳定结合及胞内适时释放,即合适的复合物稳定性;细胞依赖性摄取及胞内运输相互关联,需系统了解。为阐明复合物中siRNA结合-释放、细胞依赖性摄取及胞内运输与体内外转染效率的相关性,构建半乳糖化壳聚糖季铵盐-半胱氨酸(Gal-TMC-cys)/MIF siRNA/γ-聚谷氨酸三元复合物。控制Gal-TMC-cys分子量、功能基团修饰度、γ-聚谷氨酸分子量及氨基/磷酸基/羧酸基比可获得具不同稳定性的复合物。半乳糖配体靶向HepG2细胞和活化巨噬细胞,不靶向HeLa和A549细胞,使复合物摄取和胞内运输具细胞依赖性。上述细胞中MIF高表达,以MIF siRNA为靶基因可评价复合物的体外转染及体内抗肿瘤。为针对不同细胞合理设计体内外高效转染的siRNA聚合物载体提供理论依据。
Nano polyplexes;Binding affinity for siRNA;Cellular uptake;Intracellular transport;Gene silencing
明确siRNA结合-释放和细胞依赖性摄取及胞内运输与体内外转染效率的相关性可用于提高纳米复合物递送siRNA的效率,改善疗效。本项目合成半乳糖修饰的巯基化壳聚糖季铵盐(GTC)作为阳离子聚合物载体,自组装法和离子交联法制备五种具不同siRNA结合力的纳米复合物。自组装复合物的siRNA结合力最弱,稳定性最低,而离子交联复合物均可有效保护siRNA免于核酶降解。以QGY-7703肝癌细胞和A549肺癌细胞分别作为受体阳性和阴性细胞模型,研究复合物的细胞摄取、胞内分布和转染效率。结果表明,二种细胞对自组装复合物的摄取量均显著低于离子交联复合物;离子交联复合物在QGY-7703细胞中的摄取量无显著差异,而在A549细胞中的摄取量随siRNA结合力的增强而增加;以三聚磷酸钠和γ-聚谷氨酸为混合交联剂的复合物在二种细胞中均以小窝蛋白介导的内吞途径入胞,溶酶体分布最低,而其余复合物经网格蛋白和小窝蛋白共同介导的内吞途径入胞,溶酶体分布随siRNA结合力的增强而降低;自组装复合物无基因沉默效果,siRNA结合力弱的复合物长时程沉默效率不佳,siRNA结合力强的复合物短时程沉默效率不佳,siRNA结合力适中的复合物可介导快速且稳定的基因沉默,显著抑制肿瘤血管生成,发挥高效抗肿瘤作用。上述研究结果能够为合理设计可改善siRNA抗肿瘤功效的纳米给药载体提供理论依据和指导。