基因遞送載體

基因遞送載體（gene delivery vector），是指用於裝配基因，將其導入到靶細胞或相應的宿主細胞，使基因進行表達所必須的介質。

基本介紹

• 中文名：基因遞送載體
• 外文名：gene delivery vector

簡介

有時也被簡稱為基因載體。廣義上通常也泛指所有遞送核酸分子藥物（包括質粒、miRNA、siRNA、shRNA等）的載體。基因遞送載體主要分為病毒載體和非病毒載體兩大類。

病毒遞送載體

病毒載體是將外源基因包裝到天然病毒的外殼中，利用病毒對宿主細胞的感染性將外源基因導入細胞中。常見的病毒載體有逆轉錄病毒載體、腺病毒載體、腺相關病毒（AAV）載體等。由於逆轉錄病毒在套用中曾出現過一些安全問題，目前已經逐漸逆轉錄病毒載體逐漸被淘汰，而多用的是腺病毒和腺相關病毒。腺病毒載體多用於腫瘤基因治療，其優點是：易於培養和純化；基因組大，因而可插入大片段外源基因；可高效地轉導不同類型的人組織細胞；可轉導非分裂細胞；在細胞培養物中有高滴度的重組病毒產量；進入細胞內並不整合到宿主細胞基因組，僅瞬間表達，因而安全性較高；可原位感染組織，如肺等。缺點有：表達外源基因時間短，免疫原性強，可引發機體產生強烈的炎症反應和免疫反應；幾乎可以感染所有細胞，而缺乏特異性。但毒性較大，免疫反應重。腺相關病毒（AAV）具有病毒基因組很小，可感染分裂期及靜止期細胞，當輔助病毒不存在時，AAV能整合到宿主細胞基因組的特定區域，無致病性，免疫原性弱。

病毒載體因具有轉導效率及表達效率高的特點而得到廣泛套用，但其具有抗原性及潛在的致瘤風險、而且存在基因裝載量有限等一系列缺陷，從而制約了該類載體在基因遞送方面的發展。

非病毒遞送載體

常用的非病毒載體有脂質體、樹枝狀大分子、非天然陽離子聚合物、天然多糖等 。非病毒基因遞送載體具備了病毒載體所不具備的安全、穩定特性，但其轉染效率通常較低。主要的非病毒載體可分為以下幾大類：

脂質體

脂質體由於製備簡單、無免疫原性等特點而套用較廣。用於基因遞送載體的脂質體大多數為陽離子脂質體, 如商品化的Lipofectin等。一般陽離子脂質的一端擁有1～2條由12～18個碳原子組成的疏水鏈，另一端為親水性的N+頭部，使其在水性介質中能形成雙分子層結構，並通過靜電力與DNA分子結合形成脂質複合物。

陽離子多聚物載體

陽離子多聚物(polycation)可靜電吸附負電性的DNA分子，形成複合體，然後粘附到細胞表面並被細胞內吞，從而使質粒表達。其中人工合成的主要有聚乙烯亞胺（PEI）[16]，多聚賴氨酸（PLL）和含有環糊精的多聚陽離子。天然的多聚物以殼聚糖、膠原、陽離子多聚肽為主。其中研究較多的是 PEI是一種非天然陽離子聚合物，有直鏈和支鏈兩種形式，在結構中含有可質子化的氨基，可通過靜電作用濃縮和保護DNA，同時過量正電荷的存在有利於與細胞表面結合，觸發內吞作用。PEI的分子量、表面電荷是決定轉染效率的關鍵因素，但也是導致其細胞毒性的主要原因。

納米顆粒載體

目前用於基因載體的納米材料主要包括金屬納米顆粒（如納米金、磁性納米顆粒）、無機非金屬納米顆粒（如二氧化矽、磷酸鈣、羥基磷灰石）、生物降解性高分子納米顆粒（如聚乳酸微球、納米凝膠）和生物性顆粒（如蛋白質、糖蛋白）等。納米顆粒載體的優勢在於細胞毒性較低，不會導致免疫反應的發生，而且代謝時間長、易於修飾等。

多功能信封式納米載體

多功能信封式納米載體（MEND）是一種基於程式組裝的一種新型的複合載體系統。理想的MEND是由壓縮的DNA核心和含有靶向因子及功能配體的脂質信封外殼構成。首先，採用多聚陽離子將DNA壓縮，這樣可以保護DNA不受核酸酶的降解，控制DNA複合物的大小及提高DNA的包封率。其次將多聚陽離子/DNA複合物通過與脂質體間的水合作用和靜電相互作用包裹入脂質體中。最後對脂質體進行修飾達到不同的功能，如PEG化和靶向作用。這種新型的複合載體系統綜合了各種載體系統所具有的優點，具有顯著的促進基因的細胞轉染潛在優勢，因而有著廣闊的發展前景。