ACS AMI：吾麦尔·亚森/朱新远团队开发超分子嵌段共聚物载体进行可见光诱导的基因递送

适当提高超分子聚合物的生物稳定性是开发安全高效超分子基因输送体系的有效途径，而当前超分子聚合物科学主要面临的前沿问题之一是如何实现超分子聚合物动态可逆性与生物稳定性的平衡。

如何进一步改善超分子非病毒载体的生物稳定性，以实现超分子载体高效的基因表达，是当前超分子化学面临的主要科学问题。尤其，智能型超分子基因载体由于其能够适应外界环境的多种刺激（比如光响应超分子聚合物），已经引起了众多学者的广泛关注。如何通过对超分子载体的结构改性引入特定环境刺激响应性，以期待实现其在肿瘤细胞中高效可控的基因表达，是当前该领域的研究热点。

近日，上海交通大学朱新远教授团队董瑞蛟副教授、周林珠副研究员、上海工程技术大学化学化工学院吾麦尔·亚森等人在 ACS Applied Materials & Interfaces 期刊发表了题为：Visible Light-Guided Gene Delivery with Nonviral Supramolecular Block Copolymer Vectors 的研究论文。

上海工程技术大学维吾尔族老师吾麦尔·亚森联合上海交通大学朱新远教授团队通过在客体分子中引入二甲基氨基偶氮苯基团开发了一类生物稳定性和生物相容性优异的阳离子型超分子嵌段共聚物基因载体，赋予了基因载体可见光和pH双重响应的特性，其中客体分子中引入二甲基氨基偶氮苯基团，赋予了超分子嵌段共聚物可见光响应特性和pH响应性。实验表明，该基因载体不仅具有高效的质粒DNA压缩能力，而且在可见光刺激下实现了可控质粒DNA释放。这类超分子嵌段共聚物基因载体在COS-7和HeLa细胞中呈现出优异的基因转染性能，同时在450 nm可见光的刺激下转染性能有了显著增强，尤其在肿瘤细胞中展现出了特异性基因表达，其有望最终实现其在体内（尤其是肿瘤组织）的特异性基因治疗。

团队采用二维核磁和一维核磁滴定法研究了两亲性双重响应超分子嵌段共聚物的自组装行为，证实了超分子嵌段共聚物和超分子均聚物的形成。进一步通过一维核磁、二维核磁以及动态光散射研究了该胶束的酸碱响应性和450 nm的可见光响应，一方面交替加入盐酸和氢氧化钠，偶氮苯分子末端二甲氨基发生了质子化和去质子化的过程，从而实现了超分子嵌段共聚物可逆的解聚合与聚合；可见光源的照射导致共聚物中的二甲基氨基偶氮苯分子由反式变成顺式，超分子嵌段共聚物发生了解聚合，继续在避光条件下搅拌上述溶液，偶氮苯分子从顺式变成反式，超分子再一次发生聚合。

由于该嵌段共聚物阳离子的特性，利用Zeta电位仪、原子力显微镜（AFM）以及琼脂糖凝胶电泳等检测手段深入研究了超分子嵌段共聚物的质粒DNA压缩能力。此外，这类嵌段共聚物超分子体系通过可见光源的照射，显著增强了其基因转染性能，尤其是在肿瘤细胞中体现了非常优越的基因治疗效果。因此，该双重响应的超分子嵌段共聚物体系可以作为非常有前景的非病毒载体从而用于基因治疗领域。

上海工程技术大学化学化工学院吾麦尔·亚森为论文第一作者和共同通讯作者，上海交通大学朱新远教授团队董瑞蛟副教授、周林珠副研究员共同通讯作者。

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.3c06170

主要作者简介：

吾麦尔·亚森，上海工程技术大学化学化工学院硕士研究生导师，本科毕业于山东大学应用化学专业，硕士和博士毕业于上海交通大学化学专业，导师为国内著名高分子化学专家上海交通大学朱新远教授和颜德岳院士。吾麦尔·亚森围绕肿瘤诊断及治疗这一热点科学问题，致力于设计开发多功能高分子生物医用材料及其在药物递送、基因治疗、生物成像等领域中的应用。构建精准纳米递送体系，研究载体与生物体的作用机制，可控调节其性能，进而优化其临床疗效。

朱新远，上海交通大学教授，国家杰出青年科学基金获得者。朱新远教授主要从事高分子材料和纳米生物医学研究，主持了多项国家和省部级及企业科研项目，部分成果实现了产业化应用。

转自：“生物世界”微信公众号

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