基于可电荷反转的人血清白蛋白纳米体系的构建及递送siRNA性能研究

RNA干扰（RNAi）在治疗癌症、增强放化疗敏感性及基因功能研究等方面有广阔的应用前景。而安全、有效地将RNAi药物在体内进行传输是基因治疗成功的关键。聚阳离子是很有应用前景的一类非病毒载体材料，但其与siRNA复合形成的纳米粒表面过量正电荷易导致其在体内聚集从而被免疫系统清除。本项目拟利用温和化学方法精确修饰的可响应生理环境变化的人血清白蛋白（HSA）在聚阳离子/siRNA纳米粒表面进行组装，构建能够响应细胞内外环境变化的HSA/聚阳离子/siRNA三元复合纳米传递体系。实现细胞外HSA层稳定存在，细胞内敏感脱嵌的功能，从而解决聚阳离子用于siRNA体内递送不稳定问题。研究三元复合纳米体系组装结构与siRNA负载能力、血液稳定性、生物响应性及细胞转染效率的关系。为聚阳离子未来能真正应用于体内递送siRNA奠定坚实的基础。

本项目针对聚阳离子递送siRNA面临的内涵体逃逸、细胞毒性和体内输运时血液稳定性的关键科学问题进行了研究。采用牛血清白蛋白（BSA）代替HSA来增强聚阳离子/siRNA二元复合物（Polyplexes）的内涵体逃逸能力并降低其细胞毒性。将BSA进行化学修饰提高其等电点至5.8，使修饰后的牛血清白蛋白（mBSA）在pH=7.4时与Polyplexes复合时带负电，在内涵体环境（pH=5.5）下可发生电荷反转带正电。我们首先制备了一系列N，N-二甲氨基甲基丙烯酸甲酯（PDMAEMA）的聚阳离子并研究了它们的基因递送性能。然后，利用两种具有代表性的聚阳离子N，N-二甲氨基甲基丙烯酸甲酯（PDMAEMA）和聚乙烯亚胺（PEI）作为聚阳离子的模型，用质粒（pDNA）来代替siRNA作为聚阴离子的模型，深入研究了pDNA/聚阳离子/mBSA三元复合物的物理性质和细胞内的递送过程。结果表明mBSA可有效增强聚阳离子递送基因药物的内涵体逃逸并降低聚阳离子的细胞毒性。利用BSA制备了表面带有巯基的材料（SH-mBSA），构建了pDNA/聚阳离子/SH-mBSA三元复合物，并使其形成二硫键交联的笼形结构纳米粒，该笼形纳米粒在pH=7.4和pH=5.5时都能稳定存在，只有加入达到细胞内浓度的谷胱甘肽且pH=5.5时，该笼形纳米粒才会发生解体，表明SH-mBSA可增强聚阳离子递送siRNA体内输运时血液稳定性。在该基金项目的资助下，发表第一/通讯作者论文8篇，包括 SCI收录论文6篇，其中一区论文3篇。授权发明专利1项，超额完成了预定目标。