传统的阳离子基因输送载体的功能主要是压缩包裹及保护带负电的核酸,本身不具备药理活性。在肿瘤治疗过程中,单一靶点治疗效果欠佳且易产生耐药性。例如肿瘤坏死因子相关凋亡配体(TRAIL)能够选择性杀伤肿瘤细胞,但是TRAIL能够引起细胞保护性自噬,造成耐药。氯喹是进入临床试验阶段的自噬抑制剂,研究人员将DMAEMA(2-(Dimethylamino)ethyl methacrylate)与MACQ(methacryloyl chloroquine)按一定比例聚合得到了一系列的阳离子聚合物PDmCQn(m:n为DMAEMA与MACQ聚合比例),用于TRAIL基因输送。通过控制单体的比例,可以调节聚合物亲疏水性,获得具有较高基因转染效率和抗血清能力的聚合物PD3CQ1。重要的是,该基因输送载体具有与氯喹类似的自噬抑制效果,能够增强肿瘤细胞对TRAIL的敏感性。而作为对照载体的基于氯喹7-H衍生物的阳离子聚合物(PD3Q1)虽有类似的基因转染能力,但不具备自噬抑制功能,不具备与TRAIL的协同效果。在小鼠腹腔瘤模型中,PD3CQ1装载TRAIL质粒显示出优异的基因表达效果与肿瘤抑制作用。该研究首次报道具有自噬抑制作用的阳离子聚合物,在具有基因输送功能的同时能够增强其递送基因的抗肿瘤能力,为基因输送载体的设计提供了新思路。
以上成果以论文“Autophagy-inhibiting polymer as an effective nonviral cancer gene therapy vector with inherent apoptosis-sensitizing ability”发表在Biomaterials 2020, DOI: 10.1016/j.biomaterials.2020.120156浙江大学化学工程与生物工程学院博士生王佳峰和周雪飞为论文的共同第一作者,浙江大学刘祥瑞副教授、孙继红主任医师以及丁克峰教授为论文的共同通讯作者
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