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【中图分类号】R94【文献标识码】B【文章编号】1550-1868（2015）04
【摘要】RNA干扰是存在于哺乳动物与植物细胞中的基因沉默的自然机制，是指通过内源性或外源性的双链RNA于细胞内诱导靶基因mRNA产生降解，导致基因沉默。小干扰RNA（siRNA）可与体内诱导产生RNA干扰的效应，但由于siRNA易被降解，转染效率低，半衰期短，故需借助载体方可将siRNA递送入细胞。由于病毒载体具有致突变、免疫原性等副作用，故非病毒siRNA分子纳米传递载体为研究热点。本文对非病毒siRNA分子纳米传递载体的研究进展进行综述。
【关键词】非病毒；siRNA；纳米传递载体；研究进展
随着基因技术的迅速发展，近年来不断涌现新的基因药物，其中siRNA由于其易包封、体积小、高效安全已成为较具前景的基因药物之一。限制siRNA的临床运用的主要问题包括：（1）siRNA的内吞效应与细胞摄取效应较低，易于失活；（2）siRNA需穿越的屏障较多方可到达靶细胞；（3）siRNA的非特异性分布可减少于靶组织的浓度，降低转染效率。非病毒纳米传递载体具有易合成、免疫原性低、安全性较高、不受基因大小的限制等优势明显优于病毒载体给药技术。现将非病毒siRNA分子纳米传递载体的研究进展进行综述。
1. siRNA的作用机制
siRNA是RNA干扰的效应分子。内源性或外源性的双链RNA于细胞质中被Dicer酶切成具有21-25个核苷酸的短链RNA，即为siRNA。siRNA与细胞质中的蛋白质构成核酸蛋白复合物，siRNA解旋后以核酸蛋白复合物的siRNA序列为向导，寻找且结合具有特点序列的mRNA，对mRNA在酶的作用下进行剪切。在酶的作用下进行剪切的mRNA被核酸酶进行讲解，使得蛋白无法正常表达，实现基因沉默。siRNA较为稳定，可在细胞中稳定存在3天。
2. 非病毒siRNA分子纳米传递载体需具备的性质
2.1 靶向性 如靶细胞位于肝、脾等组织中，巨噬细胞可诱导纳米传递载体在肝、脾等组织聚集，传递载体无需靶向配体；若靶细胞位于肝、脾等之外的肿瘤细胞，可通过肿瘤组织的节流与高渗透效应实现被动靶向，传递载体也无需靶向配体；如八点不是以上两种情况，则传递载体上需修饰上特点的配体实现主动靶向。
2.2 稳定性 非病毒分子纳米传递载体可保护siRNA不被组织与血清的核酸酶所降解、巨噬细胞所吞噬与肾排泄，延长siRNA于血液中的半衰期与循环时间。
2.3 细胞内摄取 当siRNA传递至靶细胞后，siRNA需经细胞胞吞才可发挥基因沉默的效应。故非病毒分子纳米传递载体需保证siRNA被有效地吸收。
3. 非病毒分子纳米传递载体的分类
非病毒分子纳米传递载体可分为聚合物类、脂质体、蛋白多肽类等。现分述如下。
3.1 聚合物类 依据聚合物的来源可分为天然聚合物与合成聚合物。
3.1.1 天然聚合物 天然聚合物包括胶原蛋白、葡聚糖、环糊精等免疫原性较低，生物相容性较好。Hu-Lieskowan S等[1]将金刚烷-PEG5000与经咪唑修饰的β-环糊精共轭，再将金刚烷-PEG5000加入到金刚烷-PEG5000转铁蛋白中，利用过度表达转铁蛋白的细胞进行体外细胞研究。结果表明，环糊精纳米载体可将siRNA成功递送至肿瘤模型中。
3.1.2 合成高分子聚合物 聚乙烯亚胺（PEI）为最为常用的且基因转染率高的聚合物。Wang JP等[2]使用PEI修饰可降解材料PLGA，采用溶剂挥发法与纳米沉淀法制备了4种siRNA纳米粒，使用乙型肝病毒模型考察了siRNA纳米粒的转染效率，考察了纳米粒粒径、表面电荷对转染率的影响，结果表明，纳米粒粒径、表面电荷对转染率的影响较大。
3.2 脂质体 脂质体一般包括中性脂质体、PEG-脂质体、阳离子脂质体。Miyawaki –Shimizu K等[3]使用胆固醇：二甲基双十八烷基甲基溴化铵=1：1制备了阳离子脂质体，将脂质体：siRNA以5：1的比例混合，考察caveoline-1调节肺血管通透性的作用，结果表明，脂质体-siRNA复合物调节caveoline-1的表达具有时间与浓度依赖性。
3.3 蛋白多肽类 随着生物技术的迅速发展，蛋白类与肽类物质可用于体内递送siRNA。精氨酸-甘氨酸-天门冬氨酸（RGD）是粘附蛋白的保守氨基酸序列，材料上结合RGD肽可有助于内皮细胞的迁移与粘附。Todd LK等[4]于纳米管接上RGD与PEG片段，载上siRNA与阿霉素。细胞结构表明，在U87-luc细胞中，蛋白多肽类所载的siRNA较裸siRNA表现出更强的基因沉默。
4.展望
siRNA作为基因治疗工具具有特异性、高效性的特点，此外，对siRNA分子急性靶向性与结构稳定性修饰可改善siRNA在体内的生物行为与理化性质，实现靶向组织的特异性基因沉默，应用前景广阔。
吴娜（1990-），女，中国药科大学硕士研究生 李娟（1961-），女，中国药科大学教授
参考文献
[1]Hu-Lieskowan S，Heidel JD，Bartlett DW，et al.Sequence specific knockdown of EWS-FLI1 by targeted， nonviral delivery of small interfering RNA inhibits tumor growth in amurine model of metastatic Ewings sarcroma[J].Cancer Res ，2005，65（89）：84-92.
[2] Wang JP. Feng SS， Wang S， et al.Evaluation of cationic nanopaticles of biodegradable copolymers as siRNA delivery system for hepatitis B treatment[J].Inter J Pharmac，2010，40（12）：194-200.
[3] Miyawaki –Shimizu K， Predescu D， Shimizu J， et al. siRNA-induced caveoline-1 knockdown in mice increases lung vascular permeability via the junctional pathway[J].Am J Physiol Lung cell mol physiol，2006，20（2）：405-413.
[4] Todd LK，Lu ZR.Targeted intracecellular codelivery of chemotherapeutics and nucleic acid with a well-defined dendrimer-based nanogloular carrier[J].Biomaterials，2009，30（29）：5660-5666.
【摘要】RNA干扰是存在于哺乳动物与植物细胞中的基因沉默的自然机制，是指通过内源性或外源性的双链RNA于细胞内诱导靶基因mRNA产生降解，导致基因沉默。小干扰RNA（siRNA）可与体内诱导产生RNA干扰的效应，但由于siRNA易被降解，转染效率低，半衰期短，故需借助载体方可将siRNA递送入细胞。由于病毒载体具有致突变、免疫原性等副作用，故非病毒siRNA分子纳米传递载体为研究热点。本文对非病毒siRNA分子纳米传递载体的研究进展进行综述。
【关键词】非病毒；siRNA；纳米传递载体；研究进展
随着基因技术的迅速发展，近年来不断涌现新的基因药物，其中siRNA由于其易包封、体积小、高效安全已成为较具前景的基因药物之一。限制siRNA的临床运用的主要问题包括：（1）siRNA的内吞效应与细胞摄取效应较低，易于失活；（2）siRNA需穿越的屏障较多方可到达靶细胞；（3）siRNA的非特异性分布可减少于靶组织的浓度，降低转染效率。非病毒纳米传递载体具有易合成、免疫原性低、安全性较高、不受基因大小的限制等优势明显优于病毒载体给药技术。现将非病毒siRNA分子纳米传递载体的研究进展进行综述。
1. siRNA的作用机制
siRNA是RNA干扰的效应分子。内源性或外源性的双链RNA于细胞质中被Dicer酶切成具有21-25个核苷酸的短链RNA，即为siRNA。siRNA与细胞质中的蛋白质构成核酸蛋白复合物，siRNA解旋后以核酸蛋白复合物的siRNA序列为向导，寻找且结合具有特点序列的mRNA，对mRNA在酶的作用下进行剪切。在酶的作用下进行剪切的mRNA被核酸酶进行讲解，使得蛋白无法正常表达，实现基因沉默。siRNA较为稳定，可在细胞中稳定存在3天。
2. 非病毒siRNA分子纳米传递载体需具备的性质
2.1 靶向性 如靶细胞位于肝、脾等组织中，巨噬细胞可诱导纳米传递载体在肝、脾等组织聚集，传递载体无需靶向配体；若靶细胞位于肝、脾等之外的肿瘤细胞，可通过肿瘤组织的节流与高渗透效应实现被动靶向，传递载体也无需靶向配体；如八点不是以上两种情况，则传递载体上需修饰上特点的配体实现主动靶向。
2.2 稳定性 非病毒分子纳米传递载体可保护siRNA不被组织与血清的核酸酶所降解、巨噬细胞所吞噬与肾排泄，延长siRNA于血液中的半衰期与循环时间。
2.3 细胞内摄取 当siRNA传递至靶细胞后，siRNA需经细胞胞吞才可发挥基因沉默的效应。故非病毒分子纳米传递载体需保证siRNA被有效地吸收。
3. 非病毒分子纳米传递载体的分类
非病毒分子纳米传递载体可分为聚合物类、脂质体、蛋白多肽类等。现分述如下。
3.1 聚合物类 依据聚合物的来源可分为天然聚合物与合成聚合物。
3.1.1 天然聚合物 天然聚合物包括胶原蛋白、葡聚糖、环糊精等免疫原性较低，生物相容性较好。Hu-Lieskowan S等[1]将金刚烷-PEG5000与经咪唑修饰的β-环糊精共轭，再将金刚烷-PEG5000加入到金刚烷-PEG5000转铁蛋白中，利用过度表达转铁蛋白的细胞进行体外细胞研究。结果表明，环糊精纳米载体可将siRNA成功递送至肿瘤模型中。
3.1.2 合成高分子聚合物 聚乙烯亚胺（PEI）为最为常用的且基因转染率高的聚合物。Wang JP等[2]使用PEI修饰可降解材料PLGA，采用溶剂挥发法与纳米沉淀法制备了4种siRNA纳米粒，使用乙型肝病毒模型考察了siRNA纳米粒的转染效率，考察了纳米粒粒径、表面电荷对转染率的影响，结果表明，纳米粒粒径、表面电荷对转染率的影响较大。
3.2 脂质体 脂质体一般包括中性脂质体、PEG-脂质体、阳离子脂质体。Miyawaki –Shimizu K等[3]使用胆固醇：二甲基双十八烷基甲基溴化铵=1：1制备了阳离子脂质体，将脂质体：siRNA以5：1的比例混合，考察caveoline-1调节肺血管通透性的作用，结果表明，脂质体-siRNA复合物调节caveoline-1的表达具有时间与浓度依赖性。
3.3 蛋白多肽类 随着生物技术的迅速发展，蛋白类与肽类物质可用于体内递送siRNA。精氨酸-甘氨酸-天门冬氨酸（RGD）是粘附蛋白的保守氨基酸序列，材料上结合RGD肽可有助于内皮细胞的迁移与粘附。Todd LK等[4]于纳米管接上RGD与PEG片段，载上siRNA与阿霉素。细胞结构表明，在U87-luc细胞中，蛋白多肽类所载的siRNA较裸siRNA表现出更强的基因沉默。
4.展望
siRNA作为基因治疗工具具有特异性、高效性的特点，此外，对siRNA分子急性靶向性与结构稳定性修饰可改善siRNA在体内的生物行为与理化性质，实现靶向组织的特异性基因沉默，应用前景广阔。
吴娜（1990-），女，中国药科大学硕士研究生 李娟（1961-），女，中国药科大学教授
参考文献
[1]Hu-Lieskowan S，Heidel JD，Bartlett DW，et al.Sequence specific knockdown of EWS-FLI1 by targeted， nonviral delivery of small interfering RNA inhibits tumor growth in amurine model of metastatic Ewings sarcroma[J].Cancer Res ，2005，65（89）：84-92.
[2] Wang JP. Feng SS， Wang S， et al.Evaluation of cationic nanopaticles of biodegradable copolymers as siRNA delivery system for hepatitis B treatment[J].Inter J Pharmac，2010，40（12）：194-200.
[3] Miyawaki –Shimizu K， Predescu D， Shimizu J， et al. siRNA-induced caveoline-1 knockdown in mice increases lung vascular permeability via the junctional pathway[J].Am J Physiol Lung cell mol physiol，2006，20（2）：405-413.
[4] Todd LK，Lu ZR.Targeted intracecellular codelivery of chemotherapeutics and nucleic acid with a well-defined dendrimer-based nanogloular carrier[J].Biomaterials，2009，30（29）：5660-5666.