Промышленное производство
Промышленный Интернет вещей | Промышленные материалы | Техническое обслуживание и ремонт оборудования | Промышленное программирование |
home  MfgRobots >> Промышленное производство >  >> Industrial materials >> Наноматериалы

Редокс-чувствительные желатиновые / кремнеземные-аптамерные наногели для целевой доставки siRNA

Аннотация

РНК-интерференция (РНКи) имеет потенциальные преимущества перед другими подходами к генной терапии из-за ее высокой специфичности и способности подавлять экспрессию целевого гена. Однако стабильность и тканеспецифическая доставка миРНК остаются самыми большими препятствиями для лечения РНКи. Здесь мы разработали такую ​​систему путем конъюгирования наногелей на основе желатина с нуклеолин-направленным аптамером AS1411 и дезоксинуклеотид-замещенной миРНК вместе (Apt-GS / миРНК) через дисульфидный линкер для достижения временной стыковки миРНК. Эти наногели Apt-GS / миРНК продемонстрировали благоприятное высвобождение миРНК в восстанавливающих условиях за счет дисульфидного расщепления. Кроме того, эта умная система может выборочно высвобождать миРНК в цитозоль в нуклеолин-положительных клетках (A549) за счет разборки, запускаемой глутатионом, и, следовательно, эффективной РНКи для люциферазы. Кроме того, наногели Apt-GS, оснащенные дисульфидом, показали хорошую биосовместимость in vitro. Взятые вместе, эти умные наногели, реагирующие на окислительно-восстановительный потенциал и нацеленные на опухоль, демонстрируют большой потенциал в использовании функционализированной доставки миРНК и терапии опухолей.

Введение

РНК-интерференция (РНКи) - это последовательное замалчивание генов, которое в настоящее время оценивается как наиболее многообещающий метод лечения широкого спектра заболеваний, включая генетические нарушения, рак и инфекционные заболевания, благодаря своей высокой специфичности и низкой токсичности. [1]. Малые интерферирующие РНК (миРНК) с двухцепочечными молекулами РНК более устойчивы к расщеплению нуклеазой, чем антисмысловые олигонуклеотиды, и поэтому демонстрируют преимущества перед антисмысловой терапией. Включение химически модифицированных нуклеотидов в миРНК использовали для увеличения или уменьшения эффективности и продолжительности РНКи. Было доказано, что замена рибонуклеотидов смысловой цепи дезоксинуклеотидами может повысить стабильность смысловой цепи и сохранить эффективность РНКи примерно на 40% [2, 3]. Тем не менее, тканеспецифическая доставка миРНК остается большим препятствием для ее применения, несмотря на то, что в исследованиях in vitro наблюдалась высокая эффективность подавления генов [4, 5].

Доставка на основе наночастиц имеет потенциальные преимущества в плане эффективной стабилизации siRNA и дальнейшей модификации для сайт-специфической доставки [6,7,8]. Продуктивная сайт-направленная доставка siRNA может усилить трансфекцию и снизить нецелевые эффекты, которые требуются для большинства практических приложений [9]. Нуклеолин связан с различными биологическими процессами и широко экспрессируется в ядрах и цитоплазме различных нормальных клеток. Более того, нуклеолин высоко экспрессируется на плазматических мембранах активно пролиферирующих раковых клеток по сравнению с их нормальными аналогами и, следовательно, используется в качестве привлекательной мишени для противоопухолевого лечения. Аптамер AS1411 (также известный как AGRO100), G-квартетный ДНК-аптамер, может прочно связываться с нуклеолином клеточной поверхности и блокировать антиапоптотический путь в раковых клетках путем объединения с основным модулятором ядерного фактора-kB, который прошел клинические испытания фазы II как первый аптамер нуклеиновой кислоты для лечения рака у человека [10, 11]. К настоящему времени AS1411 был успешно конъюгирован с различными наночастицами и интернализован их в раковые клетки [12,13,14,15]. Желатин был использован для инкапсуляции siRNA из-за его превосходной биосовместимости, биоразлагаемости и свойств гелеобразования [16,17,18]. Наша группа исследовала серию сшитых силоксаном желатиновых наногелей (GS NG) с контролируемым размером и поверхностным зарядом, продемонстрировав эффективность трансфекции GS NG in vitro и in vivo [19, 20].

Помимо внутриклеточных барьеров, внутриклеточные барьеры после интернализации, включая эффективную разборку siRNA и эндосомный выход, в равной степени остаются проблемой. Конъюгация миРНК с носителем посредством лабильных или нелабильных связей является многообещающим методом преодоления этой проблемы доставки. Высвобождение, реагирующее на раздражители, при кислом pH и окислительно-восстановительном потенциале вызвало большой интерес. Дисульфидная перекрестная связь демонстрирует большой потенциал для всплеска высвобождения лекарства через расщепленные связи в опухолевых клетках из-за более высокого уровня глутатиона (GSH) во внеклеточной среде [21, 22]. Сообщается, что конъюгаты поли (молочная и гликолевая кислота) (PLGA) / миРНК, образованные через дисульфидную связь, демонстрируют повышенную эффективность инкапсуляции и доставки [23].

В этой работе гибридные наногели на основе GS с двойной функцией окислительно-восстановительной способности дисульфидной конъюгации и специфического нацеливания на опухоль аптамера AS1411 были исследованы в качестве носителя миРНК для терапии рака (Схема 1). Мы стремимся исследовать, будут ли функциональные GS NG AS1411 улучшать эффективную интернализацию клеток и обеспечивать молчание опухолеспецифического гена модели гена люциферазы in vitro. Кроме того, безопасность этой системы также оценивалась in vitro.

Для доставки миРНК с дисульфидной конъюгацией и аптамером AS1411 были разработаны окислительно-восстановительные и нацеленные на опухоль NG Apt-GS.

Методы

Материалы

Желатин (число цветения:240–270, pH 4,5–5,5) был приобретен у BBI Company Inc. (США). N -сукцинимидил-3- (2-пиридилдитио) пропионат (SPDP), 3-глицидоксипропилтриметоксисилан (GPSM) и 3-аминопропил-триметоксисилан (APTMS) были приобретены у Sigma-Aldrich Co. (США). 3- (4,5-Диметилтиазолил-2) -2,5-дифенилтетразолий бромид (МТТ) был приобретен у Amresco Co. (США). Среда Игла, модифицированная Дульбекко (DMEM), фетальная бычья сыворотка, пенициллин и стрептомицин были получены от Hyclone Co. (США). Аптамер AS1411, 5'-FAM-меченый AS1411 и ДНК отрицательного контроля (TDO) были синтезированы Sangon Biotech Co. (Китай). Тиоловая смысловая цепь Luc-siRNA, 5'-SH- (CH 2 ) 6 -CTTACGCTGAGTACTTCGATT-3 '(дезоксинуклеотидный заменитель рибонуклеотидов) и антисмысловая цепь, 3'-TTGAAUGCGACUCAUGAAGCU-5' и FAM-меченная антисмысловая цепь на 3'-конце были синтезированы и очищены с помощью HPLC (Gene Pharma Co. Китай). Липофектамин 2000, люциферазная плазмида pGL3 и система анализа люциферазы были приобретены у Promega Co. (США). Были использованы клетки злокачественной аденокарциномы легкого человека A549 и нормальные фибробласты NIH 3T3, предоставленные Центром биомедицинской инженерии Университета Сямэнь (Китай). Все использованные материалы были аналитической чистоты и без дополнительной очистки. Стеклянную посуду тщательно очистили и ополоснули деионизированной водой.

Последовательности ДНК следующие:

Аптамер AS1411:5′-GGTGGTGGTGGTTGTGGTGGTGGTGGTTTTTTTTTTTTT-3 ′, контрольный TDO:5′-CACCGGGAGGATAGTTCGGTGGCTGTTTTTTTTTTTPTT-3 ′ Получение и характеристика комплексов Apt-GS / siRNA

Аминофункциональные наногели желатина / диоксида кремния (GS NG) были сначала получены с помощью золь-гель процедуры, как описано ранее [19]. Обычно 0,2 г GPSM добавляли к 20 мл 0,75% раствора желатина в растворе HCl (pH =3) при 60 ° C и 30 мин перемешивания, а затем добавляли 0,08 г APTMS и инкубировали еще 24 часа. Полученные GS NG очищали трехкратным центрифугированием (14000 об / мин, 25 ° C, 12 мин). Во-вторых, GS NG (0,5 мл, 5 г / л в PBS) обрабатывали 25 мкл SPDP (20 мМ в ДМСО) в течение 60 минут при комнатной температуре с последующим добавлением тиолированного AS1411 (1 мг / мл) и перемешиванием в течение 12 ч. Наногели Apt-GS получали центрифугированием (14000 об / мин, 25 ° C, 12 мин) и трижды очищали деионизированной водой. В-третьих, полученную суспензию SPDP-активированного Apt-GS NG (80 мл, 5 мг / мл) непосредственно смешивали со смысловой цепью миРНК в течение ночи при 4 ° C. После очистки центрифугированием добавляли антисмысловую цепь миРНК и инкубировали в течение 5 минут при 94 ° C, затем отжигали в течение 20 минут при 47 ° C с образованием комплексов Apt-GS / миРНК.

Морфологию поверхности комплексов AS1411-GS и AS1411-GS / siRNA исследовали с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ТЕМ) (Hitachi S-4300, Япония). Размер частиц и дзета-потенциалы каждого образца измеряли с помощью детектора динамического светорассеяния Nano-ZS Zetasizer (Malvern Instruments, UK). Эффективные диаметры частиц были рассчитаны по автокорреляционной функции с использованием программного обеспечения Malvern Zetasizer, предполагая логнормальное распределение. Конъюгации GS и AS1411 или миРНК определяли путем сбора и измерения концентрации несвязанной FAM-меченой ДНК с использованием флуоресцентной микроскопии F-7000 (Olympus-IX73, Япония). Общая аминогруппа (-NH 2 ) уровни на поверхности наногелей GS были количественно определены с помощью колориметрической реакции с нингидрином. Количество составило около 0,642 ммоль / г.

Анализ гель-электрофореза

Гель-электрофорез проводили при 100 В в течение 20–30 мин с использованием 2% (мас. / Об.) Агарозного геля в буфере ТВЕ. Изображения наблюдали при облучении с помощью системы гель-документации (Tanon GIS-2008, Китай). В анализе инкапсуляции Apt-GS / siRNA в гель загружали голые siRNA, GS / siRNA и комплексы Apt-GS / siRNA без каких-либо добавок. В окислительно-восстановительных анализах GS / siRNA и комплекс Apt-GS / siRNA инкубировали с 10 мМ раствором GSH в PBS в течение 2 часов перед измерением.

Цитотоксичность in vitro

Цитотоксичность в отношении клеток аденокарциномы легких человека A549 оценивали с помощью МТТ-анализа. Вкратце, ячейки A549 (1 × 10 4 клеток / лунку) высевали в 96-луночные культуральные планшеты из полистирола и инкубировали в течение 24 ч до 70% слияния. После удаления культуральной среды в каждую лунку добавляли 100 мкл бессывороточной среды DMEM, содержащей наногели (100–600 мг / мл). Клетки, обработанные средой, служили только группой отрицательного контроля. После 24-часовой совместной инкубации добавляли 100 мкл свежей среды с 20 мкл раствора МТТ (5 мг / мл в буфере PBS) и культивировали еще 4 часа. Затем раствор МТТ удаляли и добавляли 100 мкл диметилсульфоксида (ДМСО). После колебаний в течение 30 минут в темноте оптическую плотность каждой лунки измеряли с помощью считывающего устройства для микропланшетов (TECAN DNA export, Swiss) при длине волны 490 нм. Все эксперименты проводили в трех повторностях. Относительная жизнеспособность клеток (%) выражалась в процентах относительно необработанных контрольных клеток.

Интернализация ячейки

Клетки совместно культивируют с 25 мкл наногелей Apt-GS и TDO-GS, меченных FAM (2 мг / мл), в течение 10 ч в бессывороточной среде при 37 ° C. После трехкратной промывки PBS клетки фиксировали параформальдегидом (4% в PBS) в течение 30 мин, а затем наблюдали с помощью конфокального лазерного сканирующего микроскопа (Leica, Германия). Для количественной оценки клеточного поглощения клетки обрабатывали 25 мкл FAM-меченного AS1411-GS и TDO-GS (2 мг / мл) в течение периода (0,5–16 ч) в бессывороточной среде при 37 ° C. Чтобы оценить роль нуклеолина в поглощении клетками Apt-GS NG, смесь приготовленных Apt-GS NG и свободных аптамеров AS1411 в различных концентрациях (0,5, 5 и 50 мкМ) инкубировали с клетками A549 в течение 8 час Затем клетки ресуспендировали в ледяном PBS и подсчитывали флуоресцентные клетки с наногелями, меченными FAM, из 10 000 клеток с использованием проточного цитометра EPICS XL (Beckman Coulter, США). Анализ данных проводился с помощью программного обеспечения проточного цитометра EPICS XL, и аналитические ворота были выбраны как 1% контрольных клеток, попадающих в положительную область.

Выключение генов

Способность подавлять гены была исследована с использованием комбинации siRNA для люциферазы и клеток, экспрессирующих люциферазу. Вкратце, экспрессирующий люциферазу A549 (2 × 10 5 клеток / лунку) и фибробластов NIH 3 T3 (4 × 10 5 клеток / лунку) высевали в 12-луночный планшет и культивировали в течение ночи, а затем обрабатывали 100 мкл тестовых комплексов (80 мкг / мл), содержащих LUC-миРНК (или контрольную миРНК), в течение 8 часов. Образцы были разделены на три группы:(a) только комплексы Apt-GS / siRNA в течение 8 часов, (b) комплексы Apt-GS / siRNA в течение 8 часов, а затем липосомы в течение еще 1 часа (обозначены как A-GS / si → Группа Lip) и (c) совместная инкубация комплексов Apt-GS / siRNA и липосомы в течение 8 часов (группа A-GS / si + Lip). Клетки без какой-либо обработки и клетки, трансфицированные люциферазной плазмидой pGL3 (Мэдисон, Висконсин, США), использовали в качестве контроля. После дополнительных 40 ч инкубации эффективность нокдауна гена исследовали путем количественной оценки экспрессии люциферазы в клетках с использованием системы анализа люциферазы в соответствии с протоколом производителя. Эксперименты проводились в трех экземплярах, и данные представлены как средние значения ± стандартная ошибка средних значений.

Результаты и обсуждения

Синтез и характеристика комплексов GS-AS1411 / миРНК

Для создания нацеливающего на рак носителя siRNA был разработан наногель желатин / диоксид кремния-AS1411 (Apt-GS) (схема 1) с использованием золь-гель метода [19, 20]. Типичное электронно-микроскопическое изображение (рис. 1) показало, что холостые GS и Apt-GS представляют собой дисперсные сферические структуры со средним диаметром 170–200 нм. Меченную FAM ДНК использовали для синтеза, чтобы подтвердить связывание AS1411 и миРНК с GS NG. Количество конъюгированного аптамера на GS составляло приблизительно 0,65 мкмоль / г, как определено количественно с использованием спектров флуоресценции. Между тем, на изображениях флуоресценции можно легко наблюдать интенсивную зеленую флуоресценцию, что свидетельствует об интеграции аптамера AS1411 и миРНК. Как показано на рис.2, гидродинамический размер голых GS, Apt-GS и Apt-GS / siRNA NG (162,3 нм, 216,5 нм и 234,9 нм соответственно) постепенно увеличивался вместе с процедурой функционализации из-за увеличения поверхностный функциональный слой. С другой стороны, дзета-потенциал Apt-GS был менее положительным (33,9 ± 0,5 мВ), чем дзета-потенциал GS NG без покрытия (40,1 ± 0,5 мВ) из-за маскирующего эффекта отрицательных ДНК-аптамеров на поверхности. После дальнейшего конъюгирования с миРНК на поверхности дзета-потенциал Apt-GS / миРНК NG все еще отрицательно сдвигается до 24,9 мВ из-за избытка свободных отрицательных фосфатных групп в миРНК. Этот результат свидетельствует о снижении биологической токсичности, поскольку сильные положительные заряды могут мешать отрицательно заряженным белкам в крови и разрушать клеточную мембрану [24].

Изображения Apt-GS ( a , c ) и наногели Apt-GS / siRNA ( b , d ). а , b Изображения ПЭМ. Масштабные линейки соответствуют 0,5 мкм. c , d Флуоресцентные изображения. Масштабные линейки соответствуют 5 мкм

Гидродинамический размер и дзета-потенциалы наногелей GS, Apt-GS и Apt-GS / siRNA

Загрузка и выпуск миРНК

Успешная РНКи может возникнуть только тогда, когда миРНК доставляется и быстро высвобождается из своего носителя в цитоплазму [25]. В опухолевых клетках концентрация GSH в 7–10 раз выше, чем в нормальных клетках [26, 27]. В этом исследовании siRNA конъюгировали с активными Apt-GS NG посредством реакции сшивания дисульфидом. Гель-электрофорез (GE) проводили для оценки нагрузки siRNA и высвобождения комплексов Apt-GS / siRNA. Как и ожидалось, в то время как свободная пДНК (рис. 3, дорожки 1–5) перемещалась в свое обычное положение, комплексы Apt-GS / siRNA демонстрировали пониженную подвижность в анализе сдвига электромобильности (рис. 3, дорожки 10–11), демонстрируя хорошее загрузка миРНК. Чтобы имитировать внутриклеточные условия, 10 мМ GSH обрабатывали комплексами в течение 2 часов для уменьшения NG Apt-GS / siRNA. Как показано на рис. 3, дорожка 6-7, молекулы siRNA наблюдались в полиакриламидном геле после обработки GSH, указывая на то, что Apt-GS / siRNA NGs могут обратимо высвобождать функциональные молекулы siRNA посредством дисульфидного расщепления в присутствии глутатиона. Кроме того, количество миРНК на наночастицах анализировали путем сравнения общего количества миРНК и контрольной миРНК при электрофорезе в 2% полиакриламидном геле. Apt-GS инкапсулировал молекулы миРНК в соотношении 3:1 ~ 2:1 пмоль на микрограмм. Также следует отметить, что смесь siRNA и Apt-GS демонстрирует более слабое удерживание из-за физического захвата отрицательной siRNA (рис. 3, дорожка 8).

AGE-анализ обратимого связывания siRNA с наногелями Apt-GS. Дорожки 1–5:свободная миРНК в количестве 50, 40, 30, 20 и 10 пмоль. Дорожки 6 и 7:GS / siRNA и Apt-GS / siRNA с 10 мМ GSH через 2 часа. Дорожка 8:смесь свободной миРНК и Apt-GS NG. Дорожки 10 и 11:комплексы GS / siRNA и Apt-GS / siRNA без 10 мМ GSH в качестве контролей

Цитотоксичность и нацеливание на нуклеолин

Оценку цитотоксичности in vitro исследовали с помощью анализа МТТ на клетках A549. МТТ-анализ используется для оценки цитотоксичности приготовленных наногелей. В качестве репортера была выбрана нетоксичная миРНК люциферазы, не оказывающая убивающего действия на опухолевые клетки [28, 29]. Следовательно, жизнеспособность клеток представляет собой биосовместимость носителя. Как показано на рис. 4, GS, Apt-Apt и Apt-Apt / siRNA существенно не влияли на пролиферацию клеток в группах концентраций 100–600 мкг / мл (жизнеспособность клеток> 80%), а цитотоксичность проявлялась в дозе. -зависимый. По сравнению с голыми GS NG, наногели, модифицированные AS1411, имели небольшое снижение жизнеспособности клеток из-за ингибирования передачи сигналов NF-κB [27, 30] и разрушения мембран органелл [16]. Доброкачественная биосовместимость наногелей Apt-GS делает их пригодными в качестве носителей миРНК in vivo.

Жизнеспособность клеток A549 с наногелями GS, Apt-GS и Apt-GS / siRNA различных концентраций, определенная с помощью анализа МТТ

Чтобы оценить нацеливание Apt-GS в опухолевые клетки in vitro, мы инкубировали клетки A549 и фибробласты 3T3 с одинаковыми количествами FAM-меченного Apt-GS или контрольного TDO-GS (GS, украшенный контрольным олигонуклеотидом). Низкие уровни флуоресценции можно было наблюдать в клетках 3T3 или при обработке клеток контрольным TDO-GS (рис. 5b, c). Напротив, зеленая флуоресценция, испускаемая аптамером AS1411, была заметно усилена в раковых клетках A549 (фиг. 5a), что позволяет предположить, что Apt-GS специфически накапливался в опухолевых клетках из-за введения нацеленных на нуклеолин аптамеров AS1411. При количественном анализе с помощью проточной цитометрии (фиг. 6) Apt-GS NG продемонстрировали зависящие от времени интенсивности флуоресценции в обоих типах клеток. С 0,5 до 16 ч интенсивность флуоресценции интернализации Apt-GS в клетках A549 и 3T3 улучшилась в 13 и 2 раза соответственно. Что касается соотношения клеток, содержащих НГ, оно быстро увеличивалось в первые 30 минут и, по-видимому, максимальное возможное насыщение через 8 часов у A549. 96% клеток A549 были присоединены или поглощены наногелями в течение 16 часов, в то время как только 52% клеток 3T3 наблюдалось. Чтобы оценить роль нуклеолина в поглощении наногелей клетками, смесь приготовленных Apt-GS NG и свободных аптамеров AS1411 в различных концентрациях (0,5, 5 и 50 мкМ) инкубировали с клетками A549 в течение 8 часов. Интенсивность флуоресценции и процент клеток, содержащих наногели, снизились на 50% и 30%, соответственно, при использовании свободного аптамера AS1411 для конкуренции с Apt-GS NG за нуклеолин, экспрессируемый на клеточной мембране, что указывает на индуцированный нуклеолином рецептор-опосредованный эндоцитоз ( Рис. 6в). Эти данные продемонстрировали, что Apt-GS NGs в большей степени накапливаются в раковых клетках A549 за счет интернализации, опосредованной нуклеолином.

а - c Поглощение клетками FAM-миРНК, доставленной наногелями Apt-GS и TDO-GS. Изображения были сделаны с помощью CLSM. Зеленый сигнал:FAM. Масштабная линейка 10 мкм

Анализ проточной цитометрии (FCMS) поглощения клетками наногелей Apt-GS и TDO-GS, меченных FAM, в различных типах клеток. Вставка:профили FACS, a , b кривая красного, зеленого, синего, фиолетового, голубого и желтого цветов представляет время инкубации от 0,5 до 16 часов; c красная, зеленая, синяя и пурпурная кривая означают концентрацию AS1411 от 0 до 16 мкМ

Вмешательство РНК

Сообщается, что включение дезоксинуклеотидов в миРНК может повысить стабильность смысловой цепи и сохранить эффективность РНКи примерно на 40% [2, 3]. Чтобы оценить эффективность нокдауна тестируемых носителей миРНК, мы использовали систему репортерных генов люциферазы с заменой рибонуклеотидов в обеих клетках. Эффективность нокдауна гена (KD) siRNA оценивали по активности люциферазы через 48 часов. Как показано на фиг. 7a, Apt-GS / siRNA повышает эффективность нокдауна гена в 4,6 раза у клеток A549 по сравнению с 6% нормальных клеток 3T3, показывая хорошую селективность клеток. Это свидетельствует о том, что модификация аптамера AS1411 повышает эффективность трансфекции за счет создания целевого эффекта. Катионные липосомы, как было доказано, способствуют доставке грузов и выходу из лизосом [31]. Более того, последующее добавление липосом (группа A / si-GS → Lip) не помогло улучшить siRNA-опосредованную активность сайленсинга генов (30,4%), несмотря на нарушение эндосом, что привело к высвобождению siRNA во внутриклеточной среде глутатиона (GSH) за счет дисульфидного расщепления. . Кроме того, котрансфекция липосом и Apt-GS / siRNA (группа A / si-GS + Lip) немного улучшила эффективность нокдауна экспрессии люциферазы (41,6%) в A549 за счет ускользания от липосом, помогающих лизосомам, в соответствии с предыдущими сообщениями [27 , 30]. Однако клетки A549 обладали 2,7-кратной и 1,4-кратной активностью по подавлению гена для группы A / si-GS → Lip и для A / si-GS + Lip, соответственно, по сравнению с клетками 3T3, что свидетельствует о снижении клеточной селективности. / P>

Эффект подавления in vitro анти-люциферазной siRNA, сформулированной в наногелях Apt-GS, с различной обработкой ( a ) и концентрация комплексов Apt-GS / siRNA (A-GS / si) на подавление гена ( b )

Затем мы исследовали влияние концентрации наногелей на РНКи. Как показано на фиг. 7b, эффективность генного вмешательства достигает максимума при концентрации комплекса 80 мкг / мл. Снижение эффективности KD при концентрации 120 мкг / мл может быть связано с повышенной цитотоксичностью аптамера. Также отмечается, что добавление липосом, ускользающих от эндосом, может повысить эффективность интерференции РНК при низких концентрациях наногелей Apt-GS / siRNA (40 мкг / мл и 80 мкг / мл), но не привело к снижению при высоких концентрациях (120 мкг / мл). мкг / мл). Таким образом, считается, что Apt-GS может успешно доставлять миРНК к опухолевым клеткам и впоследствии приводить к образованию специфических РНКи.

Выводы

Стабильность и тканеспецифическая доставка миРНК остаются самыми большими препятствиями для лечения РНКи. Здесь дезоксинуклеотид-замещенная миРНК используется для повышения стабильности миРНК, а ядро ​​GS дополнительно покрывают аптамером AS1411 для нацеливания на опухоль и дисульфидным линкером для окислительно-восстановительной доставки миРНК. Автомобиль имеет сферическую структуру размером около 200 нм и обладает положительными зарядами на поверхности. Эти свежеприготовленные наногели Apt-GS / миРНК могли защищать груз и демонстрировать ускоренное высвобождение миРНК при добавлении DTT за счет дисульфидного расщепления. Более того, с нацеливающим аптамером AS1411 новые наногели Apt-GS Apt-GS могут эффективно доставлять и высвобождать больше груза в цитоплазму, что приводит к значительному (~ 5-кратному увеличению in vitro активности молчания в сверхэкспрессирующих нуклеолин клетках A549). В целом, эти результаты позволяют предположить, что доставка дезоксинуклеотид-замещенной миРНК является инновационной стратегией, и эти умные наногели, реагирующие на окислительно-восстановительный потенциал, нацеленные на опухоль, открывают большие перспективы для доставки миРНК и терапии опухолей.

Доступность данных и материалов

Наборы данных, подтверждающие выводы этой статьи, включены в статью.

Сокращения

APTMS:

3-аминопропил-триметоксисилан

DMEM:

Модифицированный носитель Орла, созданный Дульбекко

DMSO:

Диметилсульфоксид

FAM:

Флуоресцеин амидит

GE:

Гель-электрофорез

GPSM:

3-Глицидоксипропил-триметоксисилан

GS NGs:

Желатиновые наногели, сшитые силоксаном

MTT:

3- (4,5-Диметилтиазолил-2) -2,5-дифенилтетразолий бромид

RNAi:

РНК-интерференция

миРНК:

Малые интерферирующие РНК

SPDP:

N -сукцинимидил-3- (2-пиридилдитио) пропионат

TDO:

Отрицательный олигонуклеотид ДНК


Наноматериалы

  1. Нановолокна и нити для улучшенной доставки лекарств
  2. Металлоорганические каркасы, реагирующие на окружающую среду, как система доставки лекарств для терапии опу…
  3. Доставка лекарств на основе клеток для онкологических приложений
  4. Рыба-данио:многообещающая модельная система в реальном времени для доставки нейроспецифических лекарств, оп…
  5. PLGA-липидные наночастицы с отслеживанием 131I как носители доставки лекарств для целевого химиотерапевтическо…
  6. Новый метод целевого нанопрепарата без органического растворителя для повышения противоопухолевой эффекти…
  7. Наночастицы кремнезема для доставки внутриклеточного белка:новый подход к синтезу с использованием зеленог…
  8. Три основы планирования маршрутов для крупных розничных торговцев
  9. Доставка из магазина в тот же день? Пять советов по ускорению доставки
  10. Будущее бесконтактной доставки