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    基因治療目前正逐漸成為一種治療癌癥、先天性遺傳疾病、神經(jīng)病變等疾病的新方法，其技術(shù)關(guān)鍵是將外源基因高效地導(dǎo)入細(xì)胞。DNA 分子通常以帶負(fù)電的疏松狀態(tài)存在, 體積較大，與細(xì)胞表面之間存在排斥作用，難于進(jìn)入細(xì)胞；另外, 血液及細(xì)胞內(nèi)的核酸酶易將裸DNA 分子破壞，因此單獨(dú)使用DNA 轉(zhuǎn)染時(shí)效率很低。為了提高基因轉(zhuǎn)染效率, 通常使用基因載體輔助DNA轉(zhuǎn)染。具有超支化結(jié)構(gòu)的陽(yáng)離子聚合物非病毒載體，例如超支化聚乙烯亞胺(bPEI)和聚酰胺胺(PAMAM)，它們?cè)谒芤褐心芘cDNA形成結(jié)構(gòu)緊密、尺寸較小的球形復(fù)合體，更容易被細(xì)胞吞噬，高效轉(zhuǎn)染基因。但是，bPEI和PAMAM血液相容性較差、細(xì)胞毒性較高且缺乏生物可降解性。因此，有必要設(shè)計(jì)制備綜合性能更好的基因傳輸載體新材料。

    中山大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院楊立群課題組最近以天然超支化多糖—支鏈淀粉為原料，合成出一系列含胺基的陽(yáng)離子超支化支鏈淀粉衍生物。與中山醫(yī)學(xué)院鄧宇斌教授課題組的合作研究發(fā)現(xiàn)，這些陽(yáng)離子超支化支鏈淀粉衍生物與紅血球細(xì)胞幾乎不發(fā)生相互作用，顯示出較好的血液相容性，且與293T細(xì)胞共培養(yǎng)后顯示出較低的細(xì)胞毒性。該陽(yáng)離子超支化支鏈淀粉衍生物不僅能在293T細(xì)胞和A549細(xì)胞中高效轉(zhuǎn)染pEGFP-N1（綠色熒光蛋白）質(zhì)粒，而且也能高效轉(zhuǎn)染FoxO1治療基因。這種安全高效的陽(yáng)離子超支化支鏈淀粉衍生物的研究為基因轉(zhuǎn)染載體材料的設(shè)計(jì)合成提供了一條新思路。上述研究工作發(fā)表在世界生物材料領(lǐng)域重要學(xué)術(shù)刊物Biomaterials 上(Yanfang Zhou, Bin Yang, Xianyue Ren, Zhenzhen Liu, Zheng Deng, Luming Chen, Yubin Deng*, Li-Ming Zhang, Liqun Yang*. Biomaterials, 2012, 33, 4731-4740. IF-2011=7.882)，題為“Hyperbranched cationic amylopectin derivatives for gene delivery”。該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、霍英東教育基金會(huì)高校優(yōu)選資助課題和和高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)中山大學(xué)青年教師培育項(xiàng)目的資助。

    相關(guān)鏈接 http://dx.doi.org/10.1016/j.biomaterials.2012.03.014

 
 Figure 1. Synthesis of the hyperbranched cationic amylopectin derivatives conjugated with oligoamine residues: (a) chemical reaction and (b) proposed structures of amylopctin and its hyperbranched cationic derivatives.

 Figure 2. (A) AFM images of erythrocytes in (a) 0.9% NaCl solution, incubated with cationic polymers (500 mg/mL): (b) EDA-Amp, (c) DETA-Amp, (d) DMAPA-Amp, (e) bPEI, and (f) incubated with 10% Trion-100 (I: phase mode image, scale bar: 5 mm; II: height mode image). (B) Transfection efficiency of amylopectin derivative/pDNA complexes at various weight ratio (w/w = 5, 10, and 20) and the bPEI/pDNA complex (N/P = 10) determined by flow cytometry in 293T cells and A549 cells.