分子生物學(xué)的發(fā)展使得大量致病基因被鑒定, 科學(xué)家在這些研究成果的基礎(chǔ)上發(fā)展了基因治療。 基因治療是利用基因載體將治療基因?qū)牖颊唧w 內(nèi),進(jìn)而表達(dá)功能蛋白以達(dá)到治療的目的 。 基因 治療傳遞 DNA 面臨的挑戰(zhàn)之一是外源治療基因會 被體液和胞外空間的核酸內(nèi)切酶降解。治療基因在目標(biāo)組織中的選擇性積累、細(xì)胞內(nèi)化以及從溶酶體 逃逸這些問題對所有核酸治療劑都是需要克服的。DNA 必須輸送至細(xì)胞核以允許獲得轉(zhuǎn)錄和表達(dá) 。因此,設(shè)計和制備安全高效的基因載體來壓縮并且 保護(hù)治療基因以免被核酸內(nèi)切酶降解并延長其在體 內(nèi)的循環(huán)時間顯得尤為重要。目前,基因載體主要分為兩大類:病毒載體和非病毒載體。
最初受到重視的基因載體是病毒,因為其具有較高的轉(zhuǎn)染效率。 理論上,病毒載體轉(zhuǎn)染效率為 100% 。
隨著病毒載體安全性和有效性的改進(jìn),基因和細(xì)胞治療藥物的研發(fā)生產(chǎn)正逐漸增多。腺相關(guān)病毒(AAV)和慢病毒 常用于治療(如car-T技術(shù)需要病毒包裝過程),通常使用PEI(聚乙烯亞胺)瞬時轉(zhuǎn)染HEK-293或 HEK-293T來產(chǎn)生。陽離子聚合物 - 聚乙烯亞胺(PEI)是目前報道的工業(yè)化、大規(guī)模瞬時轉(zhuǎn)染表達(dá)重組蛋白領(lǐng)域最廣泛使用的基因載體和轉(zhuǎn)染試劑。這種聚陽離子能將各種報告基因轉(zhuǎn)入各種種屬細(xì)胞,其效果好于脂質(zhì)聚酰胺,而且細(xì)胞毒性低。大量實(shí)驗證明,PEI是非常有希望的基因治療載體。目前在設(shè)計更復(fù)雜的基因載體時,PEI經(jīng)常做為核心組成成分。
PEI轉(zhuǎn)染機(jī)制
PEI 制備簡單,價格便宜,有線狀和枝狀兩種商業(yè)試劑可選,是瞬時轉(zhuǎn)染放大轉(zhuǎn)染試劑的不二選擇,是非常有潛力的非病毒質(zhì)粒載體試劑。
由于PEI 帶正電荷,與帶負(fù)電荷的DNA 結(jié)合形成帶正電荷的 PEI-DNA 復(fù)合物,可以與帶負(fù)電荷的細(xì)胞表面結(jié)合。PEI-DNA 復(fù)合物通過胞吞作用進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部形成內(nèi)涵體,之后一部分從內(nèi)涵體中逃逸進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),未逃逸的進(jìn)入溶酶體被降解,無法入核的 DNA 會在 100 min 內(nèi)被胞漿中的 DNA 酶降解。
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高效、無毒:轉(zhuǎn)染效率高,重復(fù)性好,無明顯的細(xì)胞毒性;
操作簡單:使用方法和市面常見同類產(chǎn)品完全一致;
應(yīng)用廣泛:貼壁細(xì)胞和懸浮細(xì)胞都適用,即可瞬時轉(zhuǎn)染,也可穩(wěn)定轉(zhuǎn)染
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