基于主客体作用构建响应性脂联素/miRNA共负载基因传递体系的研究

Based on atherosclerosis therapy and gene delivery system with safety and high transfection efficiency, GSH-responsive PEG-detachable co-delivery system of adiponectin and miRNA for atherosclerosis therapy will be developed by host-guest interaction between adamantane and cyclodextrin, which can easily regulate the target drug/molecules by modular assembly. Also the co-delivery system is supposed to increase the in vivo circulation. When the co-delivery vector in the cells, PEG shell linked with adiponectin will be detached due to the fracture of disulfide bond, which is expected to facilitate the detachment and expression. This work support a new strategy to construct the stimulus-responsive co-delivery system. Study of the influence of adiponectin and/or miRNA on macrophage polarization will provide much more knowledge about the mechanism of macrophage polarization. This work also provide an effective technical platform for the application of AS to explore for new targets for anti-inflammatory drugs.

以构建安全高效的非病毒基因传递体系和治疗动脉粥样硬化(AS)为研究背景，依据金刚烷和环糊精的主客体相互作用，利用模块化组装，调节药物或靶向分子引入，构建谷胱甘肽响应的新型脂联素/miRNA共负载的超分子组装体，有望实现共负载组装体体内的稳定循环；当到达细胞内，利用二硫键对GSH的响应性，实现PEG壳层（脂联素）的脱卸，有利于脂联素和内核的有效脱离和表达，为设计刺激响应共负载传递体系设计提供了有效手段；探索脂联素和miRNA对巨噬细胞极化作用机理，为深入理解巨噬细胞异质性在AS中作用提供依据，为AS治疗寻找抗炎药物的新靶点应用提供有效的技术平台。

心血管疾病（cardiovasculardiseas，CVD）是一类严重危害人类健康和生命的重大疾病。在世界范围内，每年约有1670万人死于CVD，占全球死亡率第一位，而动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)是CVD发生发展的重要病理基础。医学研究表明：巨噬细胞在功能的改变在AS的发生中发挥着重要作用，成为第一个与AS相关的炎症细胞。单核巨噬细胞由于在功能上具有较强的可塑性，成为研究者关注的焦点。巨噬细胞在不同的体内外局部微环境下可分化为M1和M2表型巨噬细胞。M1型巨噬细胞表达较高的促炎细胞因子，而M2型巨噬细胞则主要与抗炎反应相关，其在炎症反应后的组织重建工程中起到十分重要的作用。因此巨噬细胞极化调节有望为丰富传统药物治疗、治疗许多疾病提供新的思路和重要手段。.本项目以构建安全高效的非病毒基因传递体系和治疗动脉粥样硬化为研究背景，依据金刚烷和环糊精的主客体相互作用，利用模块化组装，调节药物或靶向分子引入，构建了谷胱甘肽响应的新型脂联素/miRNA 共负载的超分子组装体。研发发现，脂联素/miRNA 共负载的超分子组装体的粒径和ζ-电位分别为150.2±27.2nm和3.9±0.5mV，表明PEG通过AD与CD的主客体相互作用，成功引入。同时谷在3mM.GSH存在下，AD-SS-PEG-GAD/PEI-CD/ DNA复合物在生理盐（0.9%NaCl）下在45分钟内能够形成尺寸近1 微米的聚集体，但未加入GSH情况下，AD-SS-PEG-GAD/PEI-CD/ DNA复合物在生理盐条件下在45分钟内仅从170nm增大到210nm，显示出较好的GSH响应性。同时细胞内吞研究发现M1表型巨噬细胞对组装体的内吞效率明显低于M2表型巨噬细胞，而M2表型巨噬细胞的内吞效率与未处理的巨噬细胞相近。采用miR-125a-5p调控巨噬细胞极化发现，脂联素/miRNA组装体能够提高CD206（M2表型细胞膜表面分子）的表达而并没有增加M1表型细胞表面分子CD86的表达，说明设计的组装体有利于促使巨噬细胞向M2表型极化。以上研究结果为设计刺激响应共负载传递体系设计提供了有效手段，为深入理解巨噬细胞异质性在 AS 中作用提供了依据，为AS治疗寻找抗炎药物的新靶点应用提供有效的技术平台。