使用对pH敏感的聚(乙二醇)-聚-L-组氨酸的水凝胶控制二型重组腺相关病毒的释放

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使用对pH敏感的聚（乙二醇）-聚-L-组氨酸的水凝胶控制

二型重组腺相关病毒的释放

Yi-Fang Zeng a,1, S.-Ja Tseng b,1, Ivan M. Kempson b, Shu-Fen Peng c, d, e, Wen-Teng Wu f, Je-Ruei Liu a, g, h, *

a Institute of Biotechnology, National Taiwan University, Taipei 106, Taiwan

b Institute of Physics, Academia Sinica, Taipei 115, Taiwan

c Department of Biological Science an

d Technology, China Medical University, Taichung 404, Taiwan

d Department of Medical Research, Children’s Hospital, China Medical University Hospital, Taichung 404, Taiwan

e Department o

f Pediatrics, Children’s Hospital, China Medical University Hospital, Taichun

g 404, Taiwan

f Department of Chemical Engineering, National Chen

g Kung University, Tainan 701, Taiwan

g Department of Animal Science and Technology, National Taiwan University, Taipei 106, Taiwan

h Agricultural Biotechnology Research Center, Academia Sinica, Taipei 115, Taiwan

文章信息

文章信息:

2012年8月28日揽收

2012年9月11日通过

2012年9月29日上线

关键字:

聚（乙二醇）-聚-L-组

氨酸

二型重组腺

局部基因传递

pH值敏感

伤口处理

文章简介

以合成聚合物为载体装载病毒的方法，在病毒基因传递相关领域是一个很有

前景的方向。在特定的场合中通过水凝胶来传递基因表达是一种多用途的方式。

在这项研究中，将含有绿色荧光蛋白基因（rAAV2-GFP）的腺相关病毒血清2型

装入聚（乙二醇）（PEG）水凝胶，通过掺入或者不掺入聚-L-组氨酸肽来进行论

证。生理范围中由聚组氨酸肽组成pH敏感的水凝胶，包含损坏的血管结构系统、

细胞吞噬系统。聚组氨酸肽用于控制膨胀、吸水率和后续发生的水凝胶降解程度

以及rAAV2-GFP的释放速率。所述PEG-组氨酸肽水凝胶的溶胀率与环境pH值的

增加呈反比。随着pH值从7.4下降到6.0，PEG-组氨酸肽水凝胶溶胀率和降解

率分别提高875％和135％。结果显示，在人体HT-1080纤维肉瘤细胞中的PEG-

组氨酸肽释放的rAVV2-GFP的释放和传递效率与PEG水凝胶相比显著提升。传递

速度可以通过水凝胶的组氨酸肽浓度进行控制，并且在局部发生炎症的范围里降

低了对pH值的敏感度。这涉及到目前最先进的伤口护理与再生医学的应用。

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1. 前言

非病毒载体由于免疫原性较低在基因传递领域中广泛应用，

它的能力可适应和提供大尺寸遗传物质，并且存在有关生物相

互作用的表面物理评估和化学性质改性的潜力[1e4]。然而，非

病毒的基因表达载体的相对低的效率，相较于病毒载体，降低

了基因传递的效率。但重组腺相关病毒（腺相关病毒）作为备

选选择是用于递送遗传分子有力的转基因载体。腺相关病毒的

优点包括相对容易地产生高滴度、高效率转染分裂和非分裂细

胞的能力、大基因组传递的稳定性，低水平的病毒基因组整合

度以及广泛的病毒生物学特性的能力[5]。

* 作者通讯地址： Institute of Biotechnology, National Taiwan University,4F,

No. 81, Chang-Xing St., Taipei 106, Taiwan. Tel.: +886 2 3366 6011; fax: +886 2

3366 6001.

电子邮编: jrliu@.tw (J.-R. Liu).

1 文章第一、二作者 (Y.F. Zeng and S.J. Tseng) 对本文有相同贡献.

在人类临床试验中，腺相关病毒携带特定基因材料进行基

因治疗已显示出可喜的成果[6,7]。然而，非特异性和更有疗效

的基因表达内容不足仍是亟待解决的问题。传递的基因远离的

目标位置可能会导致一种或者多种不良结果：如损失效率、基

因表达异位或会有很高的风险引发严重的免疫反应。

最近一些研究已经表明，随着生物材料基质与病毒载体的结

合，通过支架结构固定或封装到一个基质的表面可以提高基因

表达。[8e11]。报告证实使用复合再生医学工程与病毒基因治疗

技术结合，在治疗皮肤创伤及骨移植是有前景的方向。[12e14].

此外，病毒载体与生物材料层层叠加可以达到调节病毒嗜性或

降低炎症和免疫反应的目的[15e17]。

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/10.1016/j.biomaterials.2012.09.018