新型聚合物有效實現基因遞送

英國曼徹斯特大學與伯明罕大學的研究團隊日前合作探索一種更高效、毒性更低的方法來將遺傳物質遞送入細胞，這一挑戰是基因治療、生物技術和基因編輯等領域的關鍵所在。

研究人員指出，這種新技術利用自組裝聚合物載體進行基因遞送，在實驗室測試中，與現有技術相比，提高了遞送效率並降低了對細胞的毒性。這些進展依賴於將基因編輯工具安全且高效地遞送入細胞的方法，而這正是阻礙其廣泛應用的關鍵瓶頸。改進現有的基因遞送方法對於推動這些進展並實現更高效的轉染已變得至關重要。

研究人員解釋稱，將DNA或RNA導入細胞以改變基因表達的過程，可以通過使用病毒載體或非病毒載體來實現。雖然病毒載體功能強大，但它們引發了安全性和生產方面的擔憂，這極大地推動了開發更安全的非病毒替代載體的興趣。使用聚合物載體或脂質納米顆粒遞送遺傳物質的轉染，是一種關鍵的非病毒策略。然而，現有系統常常難以在效率和毒性之間取得平衡。為了開發用於分子遞送應用的聚合物系統，需要開發並篩選更先進的聚合物系統。

研究團隊證明，通過聚合誘導靜電自組裝(PIESA)方法產生的複合物，比傳統方法製備的聚合物複合物提供了一種更有效且更通用的基因遞送途徑。複合物是當帶正電的聚合物與帶負電的DNA或RNA結合時形成的，能夠產生使遺傳物質進入細胞的納米尺度複合體。傳統上，複合物是使用預先合成好的聚合物，然後將其與DNA或RNA混合來製備的。然而，這種後組裝的步驟可能導致不穩定性並增加細胞毒性，通常會限制能夠有效遞送的遺傳物質載量的大小。

“這項工作的新穎之處在於，我們將受控聚合物合成與DNA組裝結合到了一個單罐的一步法過程中。通過讓複合物在聚合物生長過程中形成，我們獲得了控制其尺寸和性質的能力，同時為未來實現配方的高通量篩選鋪平了道路。”研究人員指出。

研究人員指出，PIESA技術通過在聚合物生長過程中驅動靜電自組裝，克服了上述局限性。隨着聚合物的形成，它會與遺傳物質結合，產生尺寸、結構和理化性質都受到控制的複合物。通過採用“一鍋法”製備複合物，避免了對複雜後處理的需求，從而提高了批次間一致性並促進了配方的高通量篩選。

研究表明，在轉染試驗中，源自PIESA的複合物比傳統組裝的複合物對細胞的毒性更低，並且作為基因遞送載體更為有效，能夠在保持細胞活力的同時實現更高的基因表達。這種方法可能開闢一條通往更可靠、更易於規模化的非病毒基因遞送途徑。

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