文獻(xiàn)來(lái)源
2023年10月2日，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所朱鈺方教授團(tuán)隊(duì)和澳大利亞昆士蘭科技大學(xué)生物醫(yī)學(xué)技術(shù)中心肖殷教授團(tuán)隊(duì)在Applied Materials Today上發(fā)表了“A coronavirus-mimic mesoporous silica nanosystem enables efficient targeted delivery of siRNA for anti-SARS-CoV-2”的研究論文。
考慮到目前對(duì)特異性抗新型冠狀病毒SARS-CoV-2感染藥物的迫切需求，該工作中團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)制備了一種冠狀病毒刺突S蛋白修飾的大孔徑、高比表面積的樹(shù)枝狀介孔二氧化硅納米顆粒，用于有效地、靶向地遞送特異性的siRNA，實(shí)現(xiàn)了對(duì)SARS-CoV-2相關(guān)基因的高效沉默，也為臨床治療SARS-CoV-2感染提供了新的借鑒。
研究背景
病毒感染一直威脅著人類的生命健康，特別是由SARS-CoV-2感染引起新冠肺炎疾病。到目前為止，市面還沒(méi)有針對(duì)SARS-CoV-2具有高特異性的藥物。此外，濫用現(xiàn)有藥物對(duì)抗SARS-CoV-2感染可能會(huì)對(duì)身體產(chǎn)生某些不良影響。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)新的安全、有效的抗這類冠狀病毒的治療方法。
RNA干擾介導(dǎo)的靶基因沉默技術(shù)被認(rèn)為是一種在遺傳水平上治療各種疾病的強(qiáng)大手段，如針對(duì)癌癥和病毒感染性疾病。作為一種RNA干擾工具，合成的siRNA可用于在細(xì)胞質(zhì)中高效特異性地沉默病毒基因，以保護(hù)細(xì)胞基因組免受病毒遺傳物質(zhì)的侵襲。而且，siRNA的引入不會(huì)改變宿主細(xì)胞基因組，并且具有低細(xì)胞毒性，顯示出巨大潛力。然而，siRNA的應(yīng)用受到穩(wěn)定性差、易被內(nèi)源性核酸酶降解、穿細(xì)胞膜的能力低、靶向性差等固有限制。因此，將納米遞送技術(shù)運(yùn)用于siRNA介導(dǎo)的抗SARS-CoV-2應(yīng)用呈現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)。
圖1 方案如圖
SARS-CoV-2 S蛋白修飾的樹(shù)突狀介孔二氧化硅納米顆粒(DMSN)用于遞送特異性siRNA治療SARS-CoV-2感染
項(xiàng)目研究
在該項(xiàng)目研究中，團(tuán)隊(duì)首先制備了大孔徑、高比表面積的樹(shù)枝狀介孔二氧化硅納米顆粒，進(jìn)一步進(jìn)行特定siRNA的負(fù)載和S蛋白的修飾，最終構(gòu)建了抗SARS-CoV-2的納米系統(tǒng)。
實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，得益于大的介孔和高比表面積，該納米系統(tǒng)顯示出siRNA的高效負(fù)載，不僅可以提高siRNA的穩(wěn)定性并保護(hù)其免受核酸酶降解，而且可以在生理環(huán)境中持續(xù)緩慢地釋放siRNA。
圖 2 DMSN和DMSN-NH2納米粒子的合成與表征
進(jìn)一步地，細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證明該納米系統(tǒng)具有較高的生物相容性。而且，基于S蛋白和ACE2受體的特異性結(jié)合性質(zhì)，該納米系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)siRNA向ACE2過(guò)表達(dá)細(xì)胞的靶向遞送，并促進(jìn)其進(jìn)入細(xì)胞。
圖3 DRS納米系統(tǒng)的體外細(xì)胞攝取和細(xì)胞毒性研究
最終，在基因沉默效率評(píng)估中發(fā)現(xiàn)，與游離的siRNA和沒(méi)有S蛋白修飾的納米系統(tǒng)相比，S蛋白修飾的納米系統(tǒng)遞送的siRNA對(duì)ACE2過(guò)表達(dá)靶細(xì)胞中SARS-CoV-2的RdRp基因的沉默效率最高，有利于抑制SARS-CoV-2在宿主細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制。
該研究由中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所朱鈺方教授團(tuán)隊(duì)和澳大利亞昆士蘭科技大學(xué)生物醫(yī)學(xué)技術(shù)中心肖殷教授團(tuán)隊(duì)合作完成。中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所陳佳杰博士生為第一作者。朱鈺方教授和肖殷教授為共同通訊作者。該工作得到上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)項(xiàng)目資助。 吉滿助力 本研究中所用的質(zhì)粒載體lenti-CMV-MCS-3×Flag-PGK-Puro以及慢病毒包裝、過(guò)表達(dá)穩(wěn)定株(ACE2OE-293T)轉(zhuǎn)染過(guò)程均由吉滿生物完成。 了解更多質(zhì)粒構(gòu)建,病毒包裝,穩(wěn)轉(zhuǎn)株構(gòu)建,敲除細(xì)胞株,報(bào)告基因檢測(cè)等相關(guān)服務(wù)。歡迎訪問(wèn)吉滿生物官網(wǎng)：www.news.ytakw.cn 免費(fèi)咨詢電話：400-627-9288 文章來(lái)源：課題組供稿 文獻(xiàn)原文：https://doi.org/10.1016/j.apmt.2023.101952 原文引用： “An ACE2-overexpressed human embryonic kidney 293T cell line(ACE2OE-293T)were obtained from Sino Biological Inc., China. In addition, the RdRp gene of the SARS-CoV-2 genome (MT039890) was stably transfected into the ACE2OE-293T cells by a lentivirus infection method (Genomeditech).”
