聚乙烯亞胺（Polyethylenimine，PEI）是一種陽離子聚合物，已經(jīng)被廣泛地進行研究，顯示出作為一種有效的基因傳遞工具的前景。同樣地，HIV-1 Tat肽，是一種可透過細(xì)胞膜的肽，已經(jīng)被成功應(yīng)用于細(xì)胞內(nèi)的基因傳遞。為了提高這兩種載體的良好性能，紐約大學(xué)理工學(xué)院（NYU-Ploly）和紐約大學(xué)牙醫(yī)學(xué)院（NYUCD）的研究人員，在其實驗室中，將這兩種載體進行組裝，開發(fā)出一種載體——新的復(fù)合物是一種肽聚合物混合物。與今天的商業(yè)傳遞方法——試劑載體相比，這種新載體，能夠?qū)?/span>DNA導(dǎo)入細(xì)胞的效率提高5倍。

這項研究成果，以“Long Term Efficient Gene Delivery Using Polyethylenimine with Modified Tat Peptide”為題，將在2014年2月份的Biomaterials雜志上刊出。這個發(fā)現(xiàn)，是由NYUCD的Seiichi Yamano博士和NYU-Poly的Jin Montclare博士進行的一項合作研究項目的結(jié)果。本研究結(jié)果，可幫助研究人員更好地了解基因的功能，最終改進基因療法。

非病毒載體，例如本研究設(shè)計的這些載體，被用于轉(zhuǎn)染——將外源遺傳物質(zhì)（在本研究中，DNA稱為質(zhì)粒）導(dǎo)入細(xì)胞的過程。載體，本質(zhì)上是將遺傳物質(zhì)導(dǎo)入細(xì)胞的工具。但是轉(zhuǎn)染并不是那么容易。細(xì)胞被建立以使其它物質(zhì)不能進入細(xì)胞核。即使運輸?shù)馁|(zhì)粒設(shè)法透過細(xì)胞膜，細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞質(zhì)，也為阻止其它物質(zhì)進入細(xì)胞核提供了保護。

傳統(tǒng)上，科學(xué)家們已經(jīng)設(shè)計了進行轉(zhuǎn)染的病毒，但是病毒是不確定的，因為細(xì)胞會將它們識別為外源和觸發(fā)的免疫反應(yīng)。病毒轉(zhuǎn)染是極其昂貴的，為批量加工造成了眾多困難。另一方面，非病毒載體不會觸發(fā)免疫系統(tǒng)，很容易加工和修改成安全而更有效的傳遞方式。其缺點是，它們通常只在轉(zhuǎn)染以及其它形式的基因表達(dá)中的短期內(nèi)有效。

在這個項目中，Yamano和Montclare將一個修改版本的CPP HIV-1（mTat），與PEI——對傳遞寡核苷酸尤其有效的非病毒載體——進行配對。他們將mTat和PEI進行組合，構(gòu)建了一個非病毒載體，比單獨的mTat或PEI更加有效。研究人員不僅在體外——生長在一個有蓋培養(yǎng)皿中，也在體內(nèi)——在一個活體生物體中大約7個月，檢測了這個試劑載體。這個載體可以用于未來的靶向性基因治療。

除了Montclare和Yamano之外，NYUCD假牙修復(fù)學(xué)系的Jisen Dai、Shigeru Hanatani、Ken Haku、Takuto Yamanaka、Mika Ishioka和Tadahiro Takayama博士，NYU-Poly化學(xué)和生物分子工程系的Carlo Yuvienco，NYU阿布扎比工程分部的Sachin Khapli，和NYUCD兒童口腔醫(yī)學(xué)系的Amr Moursi，都參與了這個項目。

這項研究，由美國國家科學(xué)基金會（NSF）、NSF材料科學(xué)與工程研究中心（MRSEC）和美國陸軍研究辦公室資助支持。