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腾讯登录Adv Mater：纳米颗粒形状在基因疗法中发挥着重要作用
| 导读 | 来自美国约翰霍普金斯大学和西北大学的研究人员发现如何控制能够在全身运送DNA的纳米颗粒的形状，并且证实这些载体的形状可能在治疗癌症和其他疾病中发挥着非常重要的作用。相关研究结果于2012年10月12日在线刊登在<em>Advanced Materials</em>期刊上。<!--more-->
这项研究也是非常有价值的，这是因为这种基因治疗技术并不使用一种... |
来自美国约翰霍普金斯大学和西北大学的研究人员发现如何控制能够在全身运送DNA的纳米颗粒的形状，并且证实这些载体的形状可能在治疗癌症和其他疾病中发挥着非常重要的作用。相关研究结果于2012年10月12日在线刊登在<em>Advanced Materials</em>期刊上。<!--more-->
这项研究也是非常有价值的，这是因为这种基因治疗技术并不使用一种病毒来携带DNA到细胞中。现有的一些依赖病毒的基因治疗尝试会带来健康风险。
约翰霍普金斯大学怀特工程学院副教授Hai-Quan Mao十年来一直在开发用于基因治疗的非病毒性纳米颗粒。他的方法涉及将健康的DNA片段压缩在保护性的聚合物涂层中。这些被设计出来的纳米颗粒运送遗传物质，只有当它们进入血液并到达靶细胞中时，由于聚合物降解，才将携带的DNA释放出来。利用这种DNA作为模板，靶细胞能够表达对抗疾病的功能性蛋白。
这项研究的一个很大的进步就是Mao和他的同事们能够对这些纳米颗粒的形状进行调整，使得它们的形状类似于杆状、蜗杆状和球状，从而模拟病毒颗粒的形状和大小。Mao说，“我们能够在实验室中观察到这些形状，但是我们还没有充分理解它们为何呈现出这些形状和如何很好地控制产生(这些形状)的过程。”这些问题是非常重要的，这是因为他预计DNA运送系统可能需要特异性的和均一性的形状。
为了解决这些问题，Mao与来自西北大学的同事们一起开展研究。西北大学麦考密克工程与应用科学学院材料科学与工程副教授、应用数学副教授Erik Luijten对这些发现进行了计算分析来确定为什么这些纳米颗粒形成不同的形状。
Luijten说，“我们的计算机模拟和理论模型都有助于机制上的理解，并能有助于鉴定出是什么导致这种形状变化。我们如今能够准确地预测如果想获得某种形状将如何选择纳米材料组分。” 这些计算是如此复杂以致于它们中的一些需要96个计算机处理器同时工作一个月的时间。
在这项研究中，研究人员也证实纳米颗粒形状在运送DNA的基因治疗中发挥着重要作用。他们开展动物测试，并且所有的测试都使用相同的DNA材料和相同的DNA。唯一的不同就是这些纳米颗粒的形状：杆状、蜗杆状和球状。
Mao说，“在肝细胞中，蜗杆状的纳米颗粒导致的基因表达水平是其他纳米颗粒形状的1600多倍。这就意味着构建这种特定形状的纳米颗粒将更加有效地运送基因疗法中的DNA到这些细胞中。”
这项研究所使用的纳米颗粒是由将DNA包装在聚合物中并且让它们接触不同稀释度的有机试剂来形成的。DNA对这种试剂的躲避，并且在研究人员设计出的聚合物帮助下，导致这些纳米颗粒形成一种特定的形状从而将它们携带的遗传物质遮盖起以便保护这些遗传物质不被免疫系统清理掉。
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<img src="http://www.bioon.com/biology/UploadFiles/201210/2012101609595323.gif" alt="" width="113" height="149" border="0" />
<a title="" href="http://dx.doi.org/10.1002/adma.201202932" target="_blank">doi: 10.1002/adma.201202932</a>
PMC:
PMID:
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<br/><strong>Plasmid-Templated Shape Control of Condensed DNA–Block Copolymer Nanoparticles</strong><br/>
Xuan Jiang1,2,†, Wei Qu3,†, Deng Pan4, Yong Ren1, John-Michael Williford4, Honggang Cui5, Erik Luijten3,6,*, Hai-Quan Mao
DNA-containing micellar nanoparticles with distinctly different and highly uniform morphologies are prepared via condensation of plasmid DNA with a block copolymer of polyethylene glycol and a polycation in solvents of different polarity. Molecular dynamics simulations explain the underlying mechanism.
<br/>来源：生物谷
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这项研究也是非常有价值的，这是因为这种基因治疗技术并不使用一种病毒来携带DNA到细胞中。现有的一些依赖病毒的基因治疗尝试会带来健康风险。
约翰霍普金斯大学怀特工程学院副教授Hai-Quan Mao十年来一直在开发用于基因治疗的非病毒性纳米颗粒。他的方法涉及将健康的DNA片段压缩在保护性的聚合物涂层中。这些被设计出来的纳米颗粒运送遗传物质，只有当它们进入血液并到达靶细胞中时，由于聚合物降解，才将携带的DNA释放出来。利用这种DNA作为模板，靶细胞能够表达对抗疾病的功能性蛋白。
这项研究的一个很大的进步就是Mao和他的同事们能够对这些纳米颗粒的形状进行调整，使得它们的形状类似于杆状、蜗杆状和球状，从而模拟病毒颗粒的形状和大小。Mao说，“我们能够在实验室中观察到这些形状，但是我们还没有充分理解它们为何呈现出这些形状和如何很好地控制产生(这些形状)的过程。”这些问题是非常重要的，这是因为他预计DNA运送系统可能需要特异性的和均一性的形状。
为了解决这些问题，Mao与来自西北大学的同事们一起开展研究。西北大学麦考密克工程与应用科学学院材料科学与工程副教授、应用数学副教授Erik Luijten对这些发现进行了计算分析来确定为什么这些纳米颗粒形成不同的形状。
Luijten说，“我们的计算机模拟和理论模型都有助于机制上的理解，并能有助于鉴定出是什么导致这种形状变化。我们如今能够准确地预测如果想获得某种形状将如何选择纳米材料组分。” 这些计算是如此复杂以致于它们中的一些需要96个计算机处理器同时工作一个月的时间。
在这项研究中，研究人员也证实纳米颗粒形状在运送DNA的基因治疗中发挥着重要作用。他们开展动物测试，并且所有的测试都使用相同的DNA材料和相同的DNA。唯一的不同就是这些纳米颗粒的形状：杆状、蜗杆状和球状。
Mao说，“在肝细胞中，蜗杆状的纳米颗粒导致的基因表达水平是其他纳米颗粒形状的1600多倍。这就意味着构建这种特定形状的纳米颗粒将更加有效地运送基因疗法中的DNA到这些细胞中。”
这项研究所使用的纳米颗粒是由将DNA包装在聚合物中并且让它们接触不同稀释度的有机试剂来形成的。DNA对这种试剂的躲避，并且在研究人员设计出的聚合物帮助下，导致这些纳米颗粒形成一种特定的形状从而将它们携带的遗传物质遮盖起以便保护这些遗传物质不被免疫系统清理掉。
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<a title="" href="http://dx.doi.org/10.1002/adma.201202932" target="_blank">doi: 10.1002/adma.201202932</a>
PMC:
PMID:
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<br/><strong>Plasmid-Templated Shape Control of Condensed DNA–Block Copolymer Nanoparticles</strong><br/>
Xuan Jiang1,2,†, Wei Qu3,†, Deng Pan4, Yong Ren1, John-Michael Williford4, Honggang Cui5, Erik Luijten3,6,*, Hai-Quan Mao
DNA-containing micellar nanoparticles with distinctly different and highly uniform morphologies are prepared via condensation of plasmid DNA with a block copolymer of polyethylene glycol and a polycation in solvents of different polarity. Molecular dynamics simulations explain the underlying mechanism.
<br/>来源：生物谷
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