由宿主-宿主假块状共聚物形成的超分子PEG化的非病毒性DNA传递系统

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开发了一种基于宿主-宿主假嵌段共聚物的阳离子超分子系统,用于非病毒性DNA传递。在这个系统中,大分子宿主是一种阳离子星形聚合物,由β-环糊精(β-CD)核心和接枝在核心上的多条聚(2-(二甲基氨基)乙基甲基丙烯酸酯)(PDMAEMA)链组成,而大分子客体是线性金刚烷端聚(乙二醇)(mPEG-Ad)。通过将客体聚合物末端的金刚烷基团纳入主聚合物的β-CD空腔,假嵌段共聚物在水介质中由聚合物主客体对(通常为1:1摩尔比)自组装而成。通过这种方法,所产生的超分子系统不仅因宿主聚合物而具有出色的DNA凝聚能力,而且因客体聚合物而具有出色的多聚物稳定能力和生物相容性。阳离子星形宿主聚合物单独能够将质粒DNA有效地凝聚成表面带正电荷的纳米颗粒(70-100纳米)。在L929、MB231和Hela等细胞系中,它们在高剂量下显示出明显低于PEI 25K(分子量约为25kDa的商用支链聚乙稀)的细胞毒性。在无血清或含血清的培养条件下,与PEI 25K相比,这些宿主聚合物在所研究的三个细胞系中表现出更高或更低的体外DNA转染效率,这取决于N/P比率和PDMAEMA臂长。在通过与mPEG-Ad的宿主-宿主复合物(即超分子PEG化)纳入PEG块后,所产生的宿主-宿主超分子系统表现出比单独的宿主聚合物更低的细胞毒性。与没有超分子PEG化的相应多聚物相比,质粒DNA(pDNA)和宿主-客体系统之间的多聚物在BSA-PBS缓冲溶液(pH7.4)中的稳定性明显提高,在无血清和含血清培养条件下,在所有测试的细胞系中,在较高的N/P比或较长的PDMAEMA臂的情况下,体外DNA转染效率提高。此外,通过形成假嵌段共聚物,超分子系统的DNA转染能力可以通过改变客体和宿主之间的比例或使用具有不同PDMAEMA臂长度的不同宿主来轻松地进行调节和优化。

Zhongxing Zhang, Yuting Wen, Xia Song, Jingling Zhu, and Jun Li* (2021) Nonviral DNA Delivery System with Supramolecular PEGylation Formed by Host–Guest Pseudo-Block Copolymers. ACS Appl. Bio Mater.
Publication Date:June 1, 2021
https://doi.org/10.1021/acsabm.1c00306

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