含氟内核的阳离子纳米胶束具有强DNA绑定能力和高基因转染效率

在基因治疗的各种基因传递载体中，病毒载体具有较高的基因转染效率（通常高于90%）。但由于病毒载体存在极大的安全隐患而严重限制了其使用，临床试验中有多例死亡案例。因此，近几十年来，阳离子型聚合物载体因其高安全性和结构可调控性而受到广泛关注。然而，常用的聚合物载体与DNA的绑定作用较弱导致二者复合后的稳定性较差，使得这些聚合物载体的抗血清能力和最终的基因转染效率等远不如病毒载体。

中国科学技术大学高分子科学与工程系的尤业字教授课题组发现阳离子型聚合物载体的胶束化能使聚合物的正电荷在所得胶束表面进行紧密堆积，使得形成的纳米胶束表面电荷密度远大于胶束化前的聚合物，进而提高其与DNA的绑定能力。于是，他们选用聚合物基因载体中最常用的“黄金标准”—聚乙烯亚胺（PEI）为被修饰分子，利用PEI上的氨基，在巯基化试剂（Traut试剂）的作用下，将氨基转化为巯基，然后加入末端含二硫吡啶基团的全氟疏水链（-C7F15），通过巯基—二硫键交换反应，成功将疏水氟链通过生物可还原的二硫键与PEI键接上。所得的两亲性的分子PEI-SS-C7F15在水中能具有良好的胶束化能力，胶束大小可以通过聚合物浓度调控，而且氟链极低的表面能和一定的刚性使得形成的纳米胶束具有很好的稳定性。在不同尺寸的纳米胶束中，10 nm的纳米胶束具有最高的表面电势（+ 64 mV）和DNA绑定能力（CE50 = 0.23），能在较低的氮磷比（N/P = 1）下将质粒DNA压缩好，最终达到可与病毒载体相比拟的基因转染效率（约95%）。