聚合诱导自组装实现siRNA的定向组装排列
2020-04-03 09:29:41
近日，沈建良研究员和申亮亮副研究员报道了siRNA非病毒纳米载体设计的新进展。在本工作中，研究人员首次利用光引发RAFT聚合诱导静电自组装(polymerization-induced electrostatic self-assembly, PIESA)获得了一系列不同形貌的siRNA纳米结构，特别是利用siRNA的分子刚性，实现siRNA的定向自组装（如图1所示）。相关研究以“Directed arrangement of siRNA via polymerization-induced electrostatic self-assembly”为题发表在Chemical Communications (Chem. Commun., 2020, 56, 2411-2414)上。
图2. 紫光照射下， 在20 ℃ DEPC水中通过PIESA形成的siRNA纳米结构的TEM照片: A) 对应于PEG113-PAPTAC30@siRNA的非球形纳米颗粒; B) 对应于PEG113-PAPTAC40@siRNA的层状结构; C) 对应于PEG113-PAPTAC50@siRNA纳米管; D, E, F) 纳米管壁中观察到的周期性晶格。
相比于传统的嵌段聚合物与siRNA的自组装，PIESA将聚合和原位自组装一步完成，操作简单易行。 以可见光触发聚合，避免了对活性生物大分子的破坏。本工作首次利用siRNA分子刚性实现了siRNA定向排列，得到不同形貌的纳米结构，为siRNA的投递提供了新的策略。该研究工作得到了国家自然科学基金 (32500301，20007201，31800833 和 21977081)、国家卫生计生委科研基金 (wkj-zj-1707)、浙江省自然科学基金重点项目 (Z19H180001)和温州生物材料与工程研究所科技重大专项 (WIBEZD2017001-03)等项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1039/C9CC08858J
图1. 合成siRNA纳米结构的PIESA方法的示意图
如图2A所示，当阳离子单体的聚合度为30时，得到了小于50 nm的非球形纳米颗粒；当阳离子单体的聚合度增加到40时，观察到大量的片层结构（图2B）；当聚合度持续增加到50时，会形成纳米管和片层混合形貌，如图2C。纳米管外径约30 nm，管壁厚度约5.4 nm (图2D)。通过高分辨率TEM观察到周期性的晶格，两个黑色条带之间的距离约为0.64 nm (图2E)，大致相当于双链siRNA的大小。如图2F所示，我们观察到在纳米管的某个部位，这些晶格发生了错位。 这在一定程度上证明了siRNA分子不仅是肩并肩排列，而且存在头对头的排列，从而形成微米级的管状结构。
相比于传统的嵌段聚合物与siRNA的自组装，PIESA将聚合和原位自组装一步完成，操作简单易行。 以可见光触发聚合，避免了对活性生物大分子的破坏。本工作首次利用siRNA分子刚性实现了siRNA定向排列，得到不同形貌的纳米结构，为siRNA的投递提供了新的策略。该研究工作得到了国家自然科学基金 (32500301，20007201，31800833 和 21977081)、国家卫生计生委科研基金 (wkj-zj-1707)、浙江省自然科学基金重点项目 (Z19H180001)和温州生物材料与工程研究所科技重大专项 (WIBEZD2017001-03)等项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1039/C9CC08858J
