西安交大科研人員采用層層組裝技術(shù)在超小金納米顆粒表面構(gòu)建脂質(zhì)體和聚乙烯亞胺膜層，研發(fā)出新型非病毒基因載體系統(tǒng)，該系統(tǒng)細(xì)胞毒性小，能夠高效負(fù)載miRNA，防止miRNA酶降解，準(zhǔn)確輸送miRNA進(jìn)入骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞，顯著促進(jìn)干細(xì)胞成骨分化，在基因輸送領(lǐng)域顯示出較好的應(yīng)用前景。

這一研究成果公布在Nano Research雜志上。

干細(xì)胞的分化調(diào)控是近年來組織再生和組織工程領(lǐng)域的研究重點(diǎn)和研究熱點(diǎn)，如何實(shí)現(xiàn)干細(xì)胞高效定向分化為特定類型組織的細(xì)胞已經(jīng)成為再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的關(guān)鍵課題之一。

MiRNA 是一類新型的非編碼小分子RNA(19~25t), 具有顯著的基因轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控功能，因此在細(xì)胞分化進(jìn)程中起著重要的作用。然而miRNA在應(yīng)用過程當(dāng)中容易被酶降解而難以進(jìn)入細(xì)胞發(fā)揮其調(diào)控作用，因如何高效地將miRNA遞送進(jìn)細(xì)胞并實(shí)現(xiàn)釋放與靶基因結(jié)合是目前miRNA應(yīng)用當(dāng)中面臨的主要挑戰(zhàn)之一。

在一項(xiàng)新的研究當(dāng)中，西安交通大學(xué)雷波教授課題組研發(fā)出了一種新型非病毒基因載體成功實(shí)現(xiàn)低毒高效的將miRNA輸送到骨髓基質(zhì)干細(xì)胞中，通過上調(diào)成骨基因的表達(dá)高效實(shí)現(xiàn)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化和礦化。

金納米顆粒因?yàn)槠漭^好的生物相容性和穩(wěn)定性，已經(jīng)成為一種重要的基因遞送載體材料，然而傳統(tǒng)的金納米基因載體尺寸大部分超過10nm，這類材料在體內(nèi)難以降解或清除，因而存在潛在的長(zhǎng)期毒性隱患，超小納米材料（小于10nm）具有較好的腎清除能力，在藥物遞送領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。課題組采用層層自組裝技術(shù)制備了聚乙烯亞胺（PEI）和脂質(zhì)體（Lipo）功能化的超小金納米顆粒(Au@PEI@Lipo), 在體外成功把miRNA遞送進(jìn)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs），實(shí)現(xiàn)了高效的調(diào)控BMSCs的成骨分化和礦化。該載體系統(tǒng)在體外的miRNA細(xì)胞轉(zhuǎn)染效率顯著高于商用的基因轉(zhuǎn)染試劑PEI 25KD和Lipofectamine 2000，并表現(xiàn)出超低的細(xì)胞毒性，在基因遞送、疾病治療和組織再生領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用潛力。