文章编号: 1004-0374(2008)03-0402-06

无机纳米粒子作为基因载体的研究进展

李新新,侯 森,冯喜增*

(南开大学生命科学学院,生物活性材料教育部重点实验室, 天津 300071)

摘 要:转染是将具生物功能的核酸转移、运送到细胞内,并使其在细胞内维持生物功能的过程。作

为现代生物化学和分子生物学中的一种主要技术手段,转染对于基因治疗有重要的意义。无机纳米粒子作为基因载体受到人们日益广泛的关注,其具有易于制备,可进行多样化的表面修饰等多种优势。本文将概述无机纳米粒子作为基因载体的现状及其对基因表达的影响。关键词:转染;无机纳米粒子;基因载体;基因治疗中图分类号:TN383;Q782;R394 文献标识码:A

Progress of inorganic nanoparticles as gene delivery vectors

LI Xin-xin HOU Sen FENG Xi-zeng*

(The Key Laboratory of Bioactive Materials, Ministry of Education, College of Life Science, Nankai University,

Tianjin 300071, China)

Abstract: Transfection is defined as the delivery of functional nucleic acids into living cells, maintaining thebiological function of the nucleic acids. As an important technique in biochemistry and molecular biology,transfection is meaningful for its potential applications in gene therapy. Inorganic nanoparticles can be used asgene delivery vectors and have received extensive interest due to their various advantages, such as easypreparation and surface-functionalization. This paper reviewed the current researches about inorganicnanoparticles as gene delivery vectors. Their influence on the gene expression was also discussed.Key words: transfection;inorganic nanoparticles;gene vectors;gene therapy

转染可将核酸(DNA、RNA或者寡核苷酸)转运到活细胞中并使其在细胞内发挥生物功能[1]。该过程涉及细胞外分子通过胞膜被摄取并被转运到细胞核中。这种引导遗传序列进入哺乳动物细胞的方法是分析基因结构、功能和调控的必要工具,也是基因治疗技术的理论基础。该技术为先天性遗传疾病和严重后天获得性疾病的治疗提供了一条富有前景的新途径。

目前常用于基因转染的载体系统包括两类: 非病毒基因转运体系和病毒基因转运体系。非病毒基因转运体系的方法包括电穿孔、显微注射、基因枪、重组蛋白、各类聚合物、无机纳米粒子等[2]。其中无机纳米粒子作为基因载体具有其显著的优点:纳米粒子能包裹、浓缩、保护核苷酸,使其免遭核酸酶的降解;比表面积大,具有生物亲和性,易

于在表面耦联特异性的靶向分子;在循环系统中,其循环时间较普通颗粒明显延长,不会象普通颗粒那样迅速地被吞噬细胞清除;能够使核苷酸缓慢释放,有效地延长作用时间,维持有效的产物浓度,提高转染效率和转染产物的生物利用度;代谢产物少,副作用小,无免疫排斥反应等。因此,近年来人们对无机纳米粒子基因载体的发展给予了很多的关注,对如何提高其转染效率也做了大量的研究。1 无机纳米粒子基因载体转染的机理

无机纳米粒子主要通过穿过细胞膜将药物或生物分子转运到生物体中而起到治疗疾病的作用[3],

收稿日期:2008-04-14;修回日期:2008-05-07基金项目:国家自然科学基金重大项目(90403140)*通讯作者:E-mail: xzfeng@nankai.edu.cn