“生物医学工程领域的高技术关键材料”专栏特邀文章——
微小RNA纳米递送体系的构建及其研究进展
微小RNA是一种短链的、调节性非编码RNA,约由21~25个核苷酸组成,具有在翻译水平调控基因表达的功能,是一类重要的基因表达调节器,广泛存在于动物、植物及病原微生物中。目前,人类基因组中已鉴定出的miRNA有1 000多个,有超过30%的基因受到miRNA调节。miRNA广泛参与到细胞生长、分化及凋亡过程。研究表明,生物体内miRNA的表达水平与神经障碍、心血管疾病、癌症和病毒感染等疾病密切相关。因此,miRNA已被广泛用于多种疾病的早期诊断、预后评估,也可以被用作治疗靶点。
利用RNA干扰(RNA interference)技术调控生物体内miRNA的含量已经引起了越来越多的关注,通过向细胞内递送miRNA或者“反义”核苷酸可以实现对目标miRNA表达水平的调控,从而实现对由基因失调导致的疾病治疗。目前,基于miRNA的治疗方法在癌症、新发传染病和其他疾病中表现出极大的潜力。然而,核苷酸链自身的特性,如负电性、易降解,导致其很难跨越细胞膜进入细胞。因此,合理设计纳米递送载体,对于提高治疗基因的运载和治疗效率具有重要的意义。
目前,随着新型材料的深入研究,已经报道有多种材料可以作为基因载体并用于细胞内递送miRNA,例如脂质体胶囊,它是利用磷脂双分子层膜所形成的囊泡包裹药物分子而形成的制剂,具有良好的生物相容性和稳定性,可以通过细胞内吞作用进入细胞内,从而实现对基因的递送。此外,利用不同材料的物理、化学特性,多种形式的纳米体系,如聚合物纳米颗粒、有机和无机纳米颗粒等已被开发设计成功能性纳米载体,可实现基因药物的靶向递送和智能刺激释放。
(A)基于MSNs纳米递送体系的制备及其作用过程;(B)负载模型分子染料在靶细胞上的释放;
(C)纳米体系对内源性miR-122表达水平的双效抑制(通过qPCR测量)
应《材料导报》“生物医学工程领域的高技术关键材料”专栏特邀编审李林教授邀约,南京工业大学先进材料研究院韦晶、余昌敏教授、黄维院士课题组总结撰写了《微小RNA纳米递送体系的构建及其研究进展》一文。该文主要讨论了细胞内miRNA的功能以及调控miRNA含量的方法,归纳了纳米体系在递送miRNA治疗基因的研究进展,分析了纳米递送体系的设计思路、方法以及作用机制。此外,根据目前的研究进展,讨论了基于miRNA的疗法在新兴领域中的发展方向,以期为制备新型智能的基因递送体系提供参考。
该文系《材料导报》2019年“生物医学工程领域的高技术关键材料”专栏特邀文章之一,将刊登在2019年第1期综述篇上。目前,该文已在中国知网优先出版,检索网址为:http://kns.cnki.net/kcms/detail/50.1078.tb.20181210.1102.002.html。敬请广大学界专家和师生予以关注。