摘要：植物基因工程赋予了植物高产、抗逆等优良性状,为保障粮食安全提供了解决思路。但目前植物转基因主要依赖于根瘤农杆菌侵染法和基因枪法,这些方法存在转基因效率低和物种依赖等一些局限性。近年来,纳米载体在植物基因工程领域引起了较大的关注。多项研究表明,纳米载体能够携带核酸分子(DNA、RNA)进入植物细胞。因此利用纳米载体递送遗传物质已成为提高植物转基因或基因编辑效率的可行策略之一。在这些纳米载体中,碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)具有高稳定性、高生物相容性、高比表面积等优点,显示出了巨大的应用潜力。同时,高长径比赋予了CNTs穿过细胞膜和叶绿体膜的能力。多种表面修饰也使得CNTs能够携带核酸分子靶向递送到不同细胞器中。聚乙烯亚胺(PEI)修饰的CNTs能搭载质粒进入细胞核,在非转基因的前提下瞬时表达外源基因,且突破宿主特异性的限制。壳聚糖修饰的CNTs利用脂质交换包膜穿透机制选择性地将质粒DNA递送到叶绿体中进行表达。除此之外,基于π-π堆积的原理,CNTs还被设计为siRNA递送平台,以高效、特异性地沉默内源性基因。值得注意的是,CNTs还可以保护所搭载的核酸在递送过程中不被核酸酶所降解,保障了递送物质的完整性,为后续高效表达打下了基础。CNTs还将与基因组编辑技术CRISPR相结合,通过递送并瞬时表达含有Cas9蛋白原件的质粒实现无外源基因插入的基因组编辑。然而,作为一种新型的核酸递送技术,CNTs仍然存在许多不足。CNTs介导的外源质粒瞬时表达效率较低,该递送体系仍需要进一步优化改进。CNTs在携带并表达较大的DNA元件方面仍然存在一定的技术限制。此外,细胞如何高效吸收CNTs的机制仍需要进一步研究,这对于未来定向递送CNTs到特定植物细胞和细胞器中有重大意义。总之,本文针对CNTs递送遗传物质进入植物细胞提供了一个较为全面的综述,不仅涵盖了CNTs的结构属性,并概述了用于CNTs表面功能化的主要技术,以及CNTs递送遗传物质的研究进展。此外,我们还探讨了CNTs应用的限制因素和未来的一些应用前景,旨在为植物遗传转化技术和方法提供一些新思路或参考。

摘要：聚乙烯亚胺(Polyethylenimine,PEI)是阳离子聚合物非病毒基因转染载体的代表之一,具有转染效率高,易于从溶酶体中逃逸,易于化学修饰等优点。但PEI毒性大,靶向性低,不易在体内生物降解的缺点限制了其应用。因此,许多研究者致力于PEI的结构修饰,在一定程度上改善了PEI的缺点。该文综述了生物相容性材料修饰的基于PEI的载体、靶向因子修饰的基于PEI的载体及基于PEI的环境响应型可解聚载体在基因递送方面的研究进展,以期为合理设计基因递送体系提供新的思路和方法。

摘要：背景:与其他聚阳离子相比,超支化聚酰胺胺的细胞毒性小、生物相容性好、溶血活性低、易于表面修饰,在基因递送中是一类具有广阔应用前景的阳离子聚合物。但目前应用于基因转染的超支化聚酰胺胺大多不可降解,易在体内聚集引起细胞毒性。目的:合成还原降解超支化聚酰胺胺(redox-degradable hyperbranched polyamidoamine,DHPAA),考察其作为基因递送载体的安全性和有效性。方法:以N,N'-双(丙烯酰)胱胺(BAC)和1-(2-氨乙基)哌嗪(AEPZ)为功能性单体,通过迈克尔加成一锅法合成DHPAA,采用核磁共振氢谱、凝胶渗透色谱和酸碱滴定法对其结构和性能进行表征。采用自组装法制备DHPAA/DNA复合物,使二者质量比分别为1∶1、5∶1、10∶1、15∶1、20∶1;采用动态光散射和透射电镜测定复合物的粒径、形貌和Zeta电势;采用琼脂糖凝胶阻滞电泳、Picogreen荧光分析和体外释放DNA实验检测DHPAA对DNA的固缩能力及DHPAA的还原降解性。以人肾上皮细胞系HEK293、人乳腺癌细胞系MCF-7、间充质干细胞和子宫颈癌细胞系Hela为细胞模型,采用MTT法检测聚合物DHPAA的细胞毒性;以间充质干细胞和子宫颈癌细胞系Hela为细胞模型,采用MTT法检测DHPAA/DNA复合物的细胞毒性。以绿色荧光蛋白报告基因为研究对象(绿色荧光蛋白报告基因与DHPAA的质量比分别为1∶1、5∶1、10∶1、15∶1、20∶1),使用流式细胞仪与共聚焦激光扫描显微镜考察DHPAA在间充质干细胞中的体外转染效率。结果与结论:(1)合成的聚合物DHPAA结构符合分子设计,在pH=3-10范围内具有良好的缓冲能力;聚合物DHPAA对DNA分子具有很好的固缩能力,形成的复合物在生理条件下很稳定,在还原性介质中能够快速释放出DNA;当DHPAA/DNA质量比由1∶1增加到10∶1时,复合物的包封率逐渐增加,此后质量比继续增加包封率不再增加;(2)在1-200 mg/L范围内,聚合物DHPAA对HEK293、MCF-7、间充质干细胞和Hela细胞的存活率无影响;(3)当质量比由1∶1增加到10∶1时,25 mg/L DHPAA/DNA复合物对间充质干细胞和Hela细胞的存活率无影响;(4)当质量比由1∶1增加到10∶1时,DHPAA/绿色荧光蛋白报告基因复合物的转染效率逐渐增加,当质量比继续增加时转染效率增加缓慢;(5)结果表明,还原降解DHPAA生物相容性好,能够高效地将基因递送到细胞内并高效表达基因。综合考虑DHPAA的DNA负载效率和复合物的转染效果,选择10∶1为最佳聚合物/DNA质量比。

摘要：潜伏膜蛋白1(LMP1)是一种EB病毒编码的膜蛋白,组成型表达于各种肿瘤细胞表面。通过体外基因拼装技术,构建抗LMP1单链抗体/鱼精蛋白截短体融合蛋白基因(anti-LMP1scFv/tP)。在抗LMP1单链抗体基因的3'末端连接上编码鱼精蛋白截短体的基因序列,设计anti-LMP1scFv/tP融合蛋白基因。采用PCR为基础的基因拼接获得anti-LMP1scFv/tP。在大肠杆菌Rosseta中诱导表达anti-LMP1scFv/tP融合蛋白并利用其His标签在变性条件下通过Ni^(2+)亲合层析介质进行纯化,纯化产物通过尿素浓度梯度透析的方法进行复性。间接免疫荧光染色检测anti-LMP1scFv/tP融合蛋白的抗原结合活性,DNA凝胶迁移阻滞实验检测anti-LMP1scFv/tP的DNA结合活性,结果显示anti-LMP1scFv/tP融合蛋白能够与LMP1阳性表达的CNE1-GL细胞结合,而不能与LMP1阴性表达的CNE1细胞结合;同时复性anti-LMP1scFv/tP融合蛋白也具有与DNA结合的活性。本研究为该单链抗体用于靶向输送外源核苷酸的研究奠定了基础。

摘要：随着生物技术的快速发展,基因递送技术的成熟,基因治疗产品(gene therapy products,GTP)逐渐走上了临床应用。GTP的问世帮助人们解决了很多罕见遗传病的治疗问题,并为很多传统疾病提供了新的治疗和预防办法[1]。但是,由于GTP药物的原材料选择以及生产方式有别于传统治疗药物,以往的药品质量安全相关法规难以适用。各国药品监管部门均针对GTP药物的特殊性制定了基因治疗相关监管法规。基因治疗属于新型技术,它的产品设计以及生产方式往往会伴随前沿技术的发展而变化。

摘要：嵌合抗原受体(chimeric antigen receptor, CAR)工程化T (CAR-T)细胞在治疗血液系统恶性肿瘤方面取得显著成功,成为肿瘤免疫治疗的临床热点。然而,CAR-T细胞在对抗实体恶性肿瘤方面并未表现出太大的优势,因此,需要寻找新的效应细胞作为CAR修饰的候选细胞进行研究。最近,自然杀伤(natural killer, NK)细胞已成为CAR工程化的安全有效平台。CAR-NK细胞可被设计成能够靶向多种抗原的工程化细胞,以增强体内增殖力和持久性,增加对实体瘤的浸润,克服耐药性肿瘤微环境,最终实现有效的抗肿瘤反应。尽管NK细胞具有巨大的潜力,但已被证明难以改造,对细胞凋亡具有高敏感性且基因表达水平低。因此,对基因导入NK细胞的方法进行优化,会促进CAR-NK在研究和临床中的广泛应用。本文综述近年来NK细胞基因工程递送技术的改进,以及为增强NK细胞效应功能而实施的策略,包括NK细胞生物学特性、高效和安全的CAR构建体的设计、递送含CAR转基因载体的种类分析及提高转导效率方法的优化,以更好地靶向恶性肿瘤或抑制肿瘤的微环境,并进一步探讨CAR-NK相关研究中存在的问题和挑战,为恶性肿瘤相关疾病的治疗提供新的思路和方向。

摘要：腺相关病毒(adeno-associated virus,AAV)介导的基因治疗在单基因遗传性疾病的临床治疗中取得了突破性进展。通过衣壳蛋白修饰来优化AAV载体,获得具有细胞靶向性、高转导能力和低或无免疫原性的AAV载体成为当前基因治疗研究的重点之一。目前,研究者主要通过合理设计、定向进化和化学修饰方法对AAV衣壳进行修饰、改造。本文综述了AAV的生物学特性和有关AAV衣壳修饰的新近研究进展,并讨论了该领域所面临的挑战。

摘要：设计靶向EGFR mRNA的脱氧核酶(EGFR DRz),以壳寡糖(COS)为材料,建立了一种有效的纳米基因细胞内传递体系,并研究其介导的靶向EGFR的脱氧核酶在Hela细胞内的生物学效应.流式结果表明COS-EGFR DRz复合体转染效率为88.7%,与脂质体转染试剂的89.7%相比无显著差异.半定量RT-PCR结果显示,经壳寡糖纳米载体递送的EGFR DRz能有效地靶向切割Hela细胞内的EGFR mRNA,使其表达下降.进一步的流式分析显示细胞被阻滞在G0～G1期,并且出现凋亡现象,其中COS组的凋亡率为19.3%,大于对照组脂质体的凋亡率13.0%.研究表明,COS较脂质体有相似的转染效率和更低的毒性,是一种潜在的、有效的脱氧核酶递送载体.

摘要：目的通过对已报道的阳离子脂质材料的结构及其应用的综述,为该类基因转染载体的合理设计和进一步应用提供借鉴。方法对已有的各种阳离子脂质材料的结构及基因转染特性进行分析,并探讨其对基因转染的影响。结果阳离子脂质材料在基因转染中有着巨大的应用潜力,特定的脂质材料结构赋予其在基因转染中不同的效能。结论对阳离子脂质材料结构特征的综合分析,为进一步合理构建新的高效阳离子脂质体基因递送载体提供了思路。

摘要：近年来,RNAi和siRNA已逐渐成为强有力的基因治疗手段和药物,但是siRNA的靶向递送也面临巨大的挑战。设计和制备非病毒纳米载体用于安全、高效地将siRNA运送至靶点是当前研究的热点。主动靶向脂质体作为siRNA载体因其独特的优越性受到广泛关注。该文对目前递送siRNA的主动靶向脂质体的分类、优势和运用前景进行简要综述。