DSPE-PEG-PLL是一种由二硬脂酰磷脂酰乙醇胺(DSPE)、聚乙二醇(PEG)和聚赖氨酸(PLL)组成的嵌段共聚物,在基因递送领域展现出独特优势。其中,PLL作为阳离子聚合物,其含量对基因转染效率具有影响。
图为:DSPE-PEG-PLL结构式
PLL因富含氨基,可与带负电的DNA或RNA通过静电作用形成稳定复合物,是基因递送的核心功能单元。然而,单纯PLL的转染效率受限于内涵体逃逸能力不足和细胞有害性较高。DSPE-PEG-PLL通过引入DSPE和PEG,既利用DSPE的磷脂特性增强材料与细胞膜的相互作用,又通过PEG的修饰延长循环时间并降低免疫原性,从而优化了基因递送性能。
实验表明,PLL含量直接影响转染效率的平衡。低PLL含量(如PLL与DSPE-PEG摩尔比<1:5)时,复合物表面电荷密度不足,导致DNA包裹不完全,转染效率较低。随着PLL含量增加(摩尔比1:5至1:2),复合物表面电荷密度提升,DNA结合更紧密,转染效率提高。例如,在HEK293细胞中,PLL含量为20%的DSPE-PEG-PLL复合物,其EGFP转染效率较低PLL含量组提升约3倍。但当PLL含量过高(摩尔比>1:2)时,复合物表面电荷过强,易引发细胞膜损伤和溶酶体逃逸失败,反而导致转染效率下降,同时细胞有害性增加。
图为:聚赖氨酸结构式
此外,PLL的修饰方式也影响转染性能。氟化修饰可增强PLL的质子缓冲能力,促进内涵体逃逸,使转染效率进一步提升。例如,氟化PLL(F-PLL)在相同PLL含量下,转染效率较未修饰PLL提高40%以上,且肝脏摄取率降低,生物分布更均匀。
因此,优化DSPE-PEG-PLL中PLL含量是提高基因转染效率的关键。通过平衡PLL的电荷密度与生物相容性,可实现高效、低有害的基因递送,为基因Treatment 提供更优载体选择。