黄学进同学为第一作者在Journal of Materials Chemistry B上发表研究论文

Small addition of Zn2+ in Ca2+@DNA results in elevated gene transfection by aminated PGMA-modified silicon nanowire arrays

Xuejin Huang, Zhenhua Li, Jingxian Wu, Yingjie Hang, Hongwei Wang*, Lin Yuan*, and Hong Chen. .Journal of Materials Chemistry B, 2019, 7, 566-575.

文章链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/TB/C8TB03045F#!divAbstract

  基因治疗是指将外源性基因传递进病变细胞从而达到治疗效果的一种基因水平的治疗方法，它为克服难治愈性疾病带来了新的希望。基因治疗的关键在于如何安全有效地将外源基因传递进靶细胞中。为构建一种安全高效的转染体系，提高质粒进入细胞核内表达的效率，我们在SN表面修饰上聚甲基丙烯酸缩水甘油酯（PGMA）并用乙醇胺（EA）将其氨基化，制备了一种表面带有大量氨基的材料，PGEA修饰的SN（SN-PGEA）。该材料可以有效提高对DNA负载能力，同时，在该表面辅以添加了少量Zn²⁺的Ca²⁺转染体系，一方面可以更好地控制Ca²⁺与DNA形成的复合物（Ca²⁺@DNA）的粒径，提高纳米粒子的稳定性，另一方面利用Zn²⁺在细胞内良好的生理调节功能，有效地促进基因的表达。研究结果显示Zn²⁺的加入显著提高了体系的转染效率，相较于未加入Zn²⁺的转染体系，向Ca²⁺@DNA复合物中加入少量Zn²⁺后体系的转染效率提高了近7倍，这主要是因为Zn²⁺的加入能够有效提高质粒在细胞核中的释放效率。体系中的各组分SN-PGEA，Ca²⁺和Zn²⁺等都具有良好的生物相容性，因此整个体系呈现出较低的细胞毒性。此外，对于影响体系转染效率的因素我们也进行了研究，实验结果显示当Zn²⁺浓度为0.2 mM，Ca²⁺浓度为100 mM，表面接枝时间为12 h时体系的转染效率最高。这种新型的表面辅助基因转染方法具有高效性、安全性等特点，为基因治疗提供了一种新思路，有望应用于医学治疗领域。