调整DLVO相互作用以细胞类型依赖的方式改变聚合物介导的pDNA传递

科学领域:

• 体科学是一种体科学.
• 生物材料科学是生物材料的科学.
• 基因输送 基因输送 基因输送

背景情况:

• 聚合物对于结合,保护和传递像等离子体DNA (pDNA) 这样的核酸至关重要.
• 聚化-pDNA复合体 (多重复合体) 的大小显著影响基因表达,细胞活力和细胞吸收.
• 在基因传递研究中,将多复合体大小与多聚化合物组成脱而出一直是个挑战.

研究的目的:

• 系统地绘制各种细胞类型的多复合体的尺寸偏好.
• 应用合体科学原理,以创建不同大小的组成相等的多重复合体.
• 研究多重复体大小,pDNA凝聚,细胞内化和基因传递结果之间的关系.

主要方法:

• 通过控制交叉复合体相互作用,产生具有从40到827 nm的水力动力半径的多复合体.
• 使用德贾古因-兰多-维维-奥弗比克 (DLVO) 分析来指导控制聚合的pH和离子强度选择.
• 通过在特定时间点的pH值变化来控制多重复合聚的动力控制,以阻止大小.
• 使用静态光散射量化pDNA加载和评估细胞,视网膜细胞和巨细胞中的转基因表达.

主要成果:

• 通过控制组合,在广泛的尺寸范围 (40-827 nm) 上成功生成了多重复合体.
• 观察到较宽松的pDNA包装在较大的多复合体中 (增加水力动力体积).
• 证明了细胞类型特定的多重体尺寸偏好,细胞偏好85-136nm,视网膜细胞耐受85-349nm.
• 确定了依赖大小的细胞内化作为限制pDNA传递效率的关键因素.
• 表明多重体尺寸调整可以平衡毒性和转染效率.

结论:

• 体科学原理允许精确控制多复合体大小,独立于多化物组成.
• 多复合体大小是基因传递效率和毒性的关键决定因素,在细胞类型之间存在显著差异.
• 优化多重体大小提供了一种策略,以增强聚合物介导的pDNA传递和克服细胞障碍.