A Universal GSH-Responsive Nanoplatform for the Delivery of DNA, mRNA, and Cas9/sgRNA Ribonucleoprotein.
A Universal GSH-Responsive Nanoplatform for the Delivery of DNA, mRNA, and Cas9/sgRNA Ribonucleoprotein.
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DOI：
10.1021/acsami.8b03496
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发表时间：
2018-06-06
影响因子：
9.5
通讯作者：
Gong S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen G;Ma B;Wang Y;Gong S
基因疗法治疗人类疾病的长期前景仍未实现，主要是由于缺乏有效和安全的运载工具。在这项研究中，我们开发了一种通用的谷胱甘肽响应纳米平台，用于有效递送带负电荷的遗传生物大分子。带有咪唑残基和二硫键的阳离子嵌段共聚物聚（天冬氨酸-（2-氨基乙基二硫醚）-（4-咪唑羧酸））-聚（乙二醇）可以通过静电相互作用与带负电荷的DNA、mRNA和Cas9/sgRNA核糖核蛋白（RNP）形成聚合复合物，这使得有效载荷能够有效地细胞摄取、内体逃逸和胞质溶胶解包。为了促进DNA和RNP的核转运，将核定位信号肽整合到DNA或RNP复合物中。所有三种复合物系统在体外进行了充分的表征和优化。它们相对较高的转染效率和较低的细胞毒性，以及方便的表面功能化值得进一步研究。
The long-sought promise of gene therapy for the treatment of human diseases remains unfulfilled, largely hindered by the lack of an efficient and safe delivery vehicle. In this study, we have developed a universal glutathione-responsive nanoplatform for the efficient delivery of negatively charged genetic biomacromolecules. The cationic block copolymer, poly(aspartic acid-(2-aminoethyl disulfide)-(4-imidazolecarboxylic acid))–poly(ethylene glycol), bearing imidazole residues and disulfide bonds, can form polyplexes with negatively charged DNA, mRNA, and Cas9/sgRNA ribonucleoprotein (RNP) through electrostatic interactions, which enable efficient cellular uptake, endosomal escape, and cytosol unpacking of the payloads. To facilitate the nuclear transport of DNA and RNP, the nuclear localization signal peptide was integrated into the DNA or RNP polyplexes. All three polyplex systems were fully characterized and optimized in vitro. Their relatively high transfection efficiency and low cytotoxicity, as well as convenient surface functionalization merit further investigation.
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