轉染新技術-樹枝狀聚合物 Poly(amidoamine)
提起轉染只知道脂質體?還有這項新技術!
說起細胞轉染，脂質體現在是各實驗室的最流行的轉染技術，但其在轉染過程中的毒性較大，且本身會參與細胞生理活動,引起基因表達的上調或下調，這可能會對相關研究數據產生干擾，甚至影響研究的結論。近年來國際上推出了一種新型的陽離子聚合物，作為基因載體時以適用宿主范圍廣，操作簡便，對細胞毒性小，轉染效率高受到研究者們的青睞，讓我們一起來瞭解一下其中具有完美結構的樹枝狀聚合物吧！
什麼是樹枝狀聚合物?
樹枝狀聚合物具有精確的三維結構，因其高度分支，像樹一樣的結構而與其他聚合物區分開來。結構上由三部分組成：
（1）中心小分子始發核；
（2）內部的重複分支單元；
（3）表面大量的終端功能組。
這些特點決定樹枝狀聚合物在結構上高度對稱，分子形狀為球形，尺寸在納米范圍，其體積和形態可以在合成的過程中加以控制，而合成的分子大小是轉染效率的關鍵因素。分子內部具有廣闊的空腔，可包裹小分子如藥物，表面的終端功能基團不但可進行結構修飾而且賦予了它很好的溶解性，各個終端基團可以起到掛鉤的作用，與細胞表面的多價分子附著點結合，從而有利於黏附各種有用的外源分子，針對不同的細胞，連接特定的蛋白或受體，以及攜帶磁性等，都可以使基因轉移具有靶向性。
樹枝狀陽離子聚合物是如何把核酸帶入細胞的?
DNA分子通常以帶負電的疏鬆狀態存在，體積較大，與細胞表面之間存在排斥作用，難以進入細胞，另外細胞內存在大量的水解酶尤其是核酸酶，能將裸DNA分子破壞，所以單獨使用DNA轉染時，效率較低；陽離子聚合物通過靜電吸附作用將DNA壓縮和包裹成體積較小、表面積帶正電荷的聚合物/DNA復合物納米小球，這種靠靜電作用緊密結合而成的復合物可以在細胞外和細胞內保護DNA，避免其受到酶類的降解，當帶正電的復合物與膜電位為負電的細胞接觸時，通過細胞內吞作用進入細胞內。
圖2.樹枝狀高分子介導的基因傳遞入細胞示意圖
樹枝狀聚合物的優勢為何?
※ 對多種細胞都有很好的轉染效果，結果重復性好
由於活化樹枝狀聚合物具有均一的大小和確定的形狀，因此可實現高重復性的轉染結果；在陽離子聚合物載體系統的保護下增加了質粒DNA在細胞外環境運輸過程中的穩定性，能夠不被降解或被體內細胞防禦系統吞噬。
※ 低細胞毒性
樹枝狀聚合物表現出濃度及大小依賴的毒性，其大小和濃度越高，細胞毒性越強，而通常用於體內轉染的樹枝狀聚合物濃度僅在10-9～10-10 mmol/kg范圍內，遠低於毒性劑量，樹枝狀聚合物攜帶DNA 進入細胞後，可迅速釋放DNA然後快速降解，極大的降低了對細胞的毒性。
※ 培養基可含血清，可以用PBS或者無血清培養基稀釋質粒，轉染過程中不需要換液
樹枝狀陽離子聚合物在有血清蛋白存在時仍保持較高的轉染活性，而陽離子脂質體在有血清存在的條件下會喪失轉染活性。
【參考文獻】
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