日前,ACS Applied Materials & Interfaces期刊在线宣布了题为Effect of PEGylated Magnetic PLGA-PEI Nanoparticles on Primary Hippocampal Neurons: Reduced Nano-neurotoxicity and Enhanced Transfection Efficiency with Magnetofection的研讨论文,该研讨由中国科学院脑科学与智能技能杰出立异中心(神经科学研讨所)、神经科学国家重点试验室的王征研讨组与仇子龙研讨组协作完结。该研讨体系地探讨了聚合物纳米基因投递体系的神经毒性,并经过外表功用化润饰有用地下降纳米基因投递体系的神经毒性;在外磁场靶向效果下,具有较好生物相容性的纳米基因投递体系明显进步了原代海马神经元的转染功率,为推动基因修改成为未来神经调控手法奠定了根底。
神经体系疾病(如自闭症、抑郁症、阿尔兹海默症、帕金森症等)的基因疗法是近年来研讨的热门,外源基因在神经元中安全、安稳、高效的表达是基因治疗成功的要害,这与基因投递体系休戚相关。跟着纳米技能的蓬勃发展,纳米资料作为非病毒载体具有组成办法简略、粒径较小、易于功用化润饰、较高的负载量和较低(简直无)的免疫原性等优势,越来越遭到重视。该研讨构建了一系列阴离子型磁性聚乳酸-羟基乙酸(MNP-PLGA)纳米资料,经过外表接枝聚乙烯亚胺(PEI),得到阳离子型MNP-PLGA-PEI纳米资料;最终,经过Schiff碱反响,将聚乙二醇(PEG)的醛基与MNP-PLGA-PEI的氨基反响,然后得到PEG化的挨近中性的纳米资料(PEGylated MNP-PLGA-PEI),如下图所示,并随后选用多种办法体系检测了三种特点纳米资料的神经毒性。
试验成果显现,阳离子型MNP-PLGA-PEI纳米资料无法内吞进入神经元中,并明显影响胞内钙离子浓度改变;而阴离子型MNP-PLGA和中性PEGylated MNP-PLGA-PEI纳米资料可以在1小时内有较好的细胞吸取率,具有较低的纳米神经毒性和较好的生物相容性。在此根底上,研讨人员使用外部磁场与磁性纳米基因投递体系之间的相互效果,增强磁性纳米基因投递体系进入神经元的概率,从而进步转染功率。该研讨经过外表功用化润饰聚乙二醇聚合物,构建了安全、有用的纳米基因投递体系,并在磁转染的介导效果下有用进步了原代海马神经元的转染功率,为进一步优化基因治疗的载体东西供给了重要的试验根据。
该作业主要由王征研讨组助理研讨员崔彦娜,在王征和仇子龙的一起指导下完结,期间得到了研讨团队成员李霄、博士生Kristina Zeljic和助理研讨员单仕芳的大力协助。该作业得到中科院战略先导(B类)科技专项、科技部国家重点研制方案、基金委国家自然科学基金、上海市严重科技专项等的赞助。
图:纳米基因投递体系的组成进程。(a) 磁性PLGA-PEI纳米粒;(b) 载有DNA的磁性PLGA-PEI 纳米粒;(c) PEG外表润饰的磁性PLGA-PEI纳米粒; (d) 多肽润饰的磁性PLGA-PEI纳米粒; (e) 载有DNA的多肽润饰的纳米粒; (f) PEG化的载有DNA的纳米粒。
来历:中国科学院神经科学研讨所