甲氧基聚乙二醇-聚(2-二丙胺基)乙基甲基丙烯酸酯(mPEG-PDPAEMA)是一种由mPEG与聚(2-二丙胺基)乙基甲基丙烯酸酯(PDPAEMA)通过酰胺键连接的嵌段共聚物。其两亲性结构赋予其自组装成胶束的能力,尤其在基因递送领域具有独特优势。
1. 聚合工艺
1. ATRP技术:采用原子转移自由基聚合(ATRP)技术,首先合成PDPAEMA链段,再通过端基活化与mPEG偶联。
2. 嵌段比例控制:通过调节投料比可控制嵌段比例(如mPEG????-PDPAEMA??),进而调控胶束粒径(20-100 nm)。
3. 纯化方法:通过透析法去除未反应单体,纯度>95%。
2. pH响应性设计
1. 胺基质子化:PDPAEMA链段中的叔胺基团在pH 6.8以下发生质子化,导致胶束解离,实现基因的胞内释放。
2. 电荷翻转验证:通过ζ电位测定,pH 6.8时电位从+15 mV反转至-10 mV,促进基因逃逸内涵体。
3. 表面修饰
1. 靶向配体接枝:通过点击化学在mPEG末端接枝靶向配体(如转铁蛋白),实现肿瘤主动靶向。
2. 摄取效率提升:细胞摄取效率较非靶向组提升3.5倍,基因转染效率提高2倍。
1. 非病毒载体开发
1. 基因压缩:mPEG-PDPAEMA可压缩质粒DNA或siRNA形成纳米复合体,保护基因免受核酸酶降解。
2. 转染效率:实验显示,其转染效率较PEI 25 kDa高1.5倍,且细胞毒性降低70%。
3. 体内验证:在肺癌模型中实现高效基因表达,肿瘤体积缩小率达55%。
2. CRISPR-Cas9递送
1. 基因编辑:负载Cas9蛋白和sgRNA的胶束在基因编辑实验中实现高效递送,编辑效率达25%。
2. 疾病模型:在遗传性眼病模型中,成功纠正突变基因,视力恢复率达50%。
mPEG-PDPAEMA通过精确的分子设计实现了基因递送系统的智能化与功能化,为癌症等复杂疾病的治疗提供了多模式解决方案。未来研究可探索其与外场响应技术(如近红外光、超声)的结合,开发新一代可控释放体系。