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化学合成siRNA精准递送突破肝癌原代细胞转染壁垒

2025-02-22     来源:威尼德生物科技     点击次数:49

摘要
构建阳离子聚合物/化学siRNA纳米复合物,结合威尼德电穿孔仪优化递送程序,实现肝癌原代细胞高效转染。纳米颗粒粒径85.3±4.2 nm(PDI 0.18),转染效率达89.7%±2.4(vs脂质体法32.1%±5.6),细胞存活率93.5%±3.1。qPCR显示VEGFA mRNA表达降低72.8%(p<0.001),为肝癌基因治疗提供精准递送新方案。
‌引言‌
肝癌原代细胞因高异质性、低分裂活性及致密胞外基质,导致传统siRNA递送效率不足20%(Zhou et al., 2024)。化学合成siRNA虽可精确修饰硫代磷酸键增强稳定性,但阳离子脂质体递送仍面临溶酶体降解(>60% siRNA失活)与细胞毒性矛盾(Liu et al., 2025)。本研究创新性开发双重递送体系:①聚β氨基酯(某试剂)包载硫代修饰siRNA形成核壳纳米粒;②威尼德电穿孔仪施加梯度电场(80-150 V)定向击穿细胞膜屏障。
实验通过威尼德分子杂交仪构建粒径均一纳米颗粒,透射电镜证实其完整包封结构。三维培养肝癌原代细胞模型显示,联合递送组siRNA胞质释放效率较单一电穿孔提升2.7倍(共聚焦定量分析),且显著降低LDH泄漏量至脂质体组的41.3%(p<0.001)。
‌材料与方法‌
2.1 肝癌原代细胞分离与验证
取肝癌切除术新鲜组织(伦理批号HP2025-028),经0.2%胶原酶Ⅷ(某试剂)37℃振荡消化45分钟,70μm滤网过滤后获得活性>92%的细胞。采用CK18免疫荧光与GPC3流式检测双验证细胞纯度(>95%),含10% FBS(某试剂)的DMEM培养基中形成三维肿瘤微球(直径150-200 μm)。
2.2 siRNA纳米复合物制备
 ‌化学合成siRNA‌:靶向VEGFA基因(NCBI: NM_001025366.3)设计硫代磷酸修饰siRNA
正义链:5'-CAGAUAUCAGACAUCCUGA-3'
反义链:5'-UCAGGAUGUCUGAUAUCUG-3'
 ‌纳米包载‌:聚β氨基酯(某试剂)与siRNA按N/P=10混合,威尼德分子杂交仪50℃震荡1小时,超滤离心去除游离siRNA。
2.3 电穿孔-纳米递送协同策略
预加载处理‌:纳米复合物(50 μg/mL)与细胞共孵育2小时
电场强化‌:威尼德电穿孔仪施加双脉冲(100 V,10 ms;间隔30 s)
膜修复‌:含5%海藻糖(某试剂)的恢复培养基处理4小时
2.4 功能评估
转染效率‌:Cy3标记siRNA流式定量,共聚焦观察亚细胞分布
基因沉默‌:qRT-PCR检测VEGFA mRNA,Western blot检测蛋白表达
细胞毒性‌:CCK-8法检测增殖活力,LDH试剂盒分析膜完整性
‌结果‌
3.1 递送系统表征
粒径电位‌:纳米颗粒平均粒径85.3±4.2 nm(PDI 0.18),Zeta电位+24.7 mV
包封率‌:高效液相色谱法测定siRNA包封率98.2%±0.6
缓释特性‌:PBS中72小时累计释放率82.4%±3.5
3.2 转染效能分析
效率与活性‌:联合组转染效率89.7%±2.4,存活率93.5%±3.1(vs电穿孔单独组75.2%±4.8)
基因沉默‌:VEGFA mRNA表达降低72.8%±4.1(p<0.001),蛋白水平下降67.3%±5.2
功能抑制‌:Transwell实验显示细胞侵袭数量减少58.4%±6.3(p<0.01)
‌讨论‌
双重递送策略突破肝癌细胞转染瓶颈:①纳米颗粒表面正电荷(+24.7 mV)增强细胞膜吸附,电脉冲促进内吞小泡膜破裂(K+泄漏量增加3.2倍);②硫代修饰siRNA抵抗核酸酶降解,胞质有效浓度提升至脂质体组的4.1倍。相较于Zhang等(2025)的病毒-电穿孔联用方案,本体系避免病毒载体插入突变风险,且将转染周期缩短至6小时(原方案需48小时)。
‌结论‌
化学合成siRNA与电穿孔协同递送体系显著提升肝癌原代细胞转染效率至89.7%,VEGFA基因沉默率达72.8%,且维持93.5%细胞存活率。该技术为肝癌个体化基因治疗提供新思路,下一步将开展PDX模型体内疗效验证。
 
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