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DNA/阳离子脂质体复合物进入细胞的模式2022-01-04 09:03:44

目前认为,DNA/阳离子脂质体复合物进入细胞的途径有2种模式:通过细胞内吞作用进入;直接与细胞质膜融合。例如真核细胞中存在多种内吞途径,较为普遍的是网格蛋白依赖性途径、小窝蛋白介导的内吞途径及巨噬细胞的吞噬作用等。丁会芹等研究表明当转运平均直径小于500 nm的粒子时,内吞作用是复合体进入细胞的主要方式。通过电子和荧光显微镜观察转染细胞,可观察到脂质体复合物附着于细胞表面,同时细胞膜下方的小囊泡及细胞内也可观察到脂质体复合物的存在,证明复合物跨过细胞膜的主要途径为内吞作用。

Rejman等研究发现真核细胞中网格蛋白和小窝蛋白介导的胞吞作用具有显著的颗粒尺寸依赖性。粒径小于200 nm的颗粒通过网格蛋白依赖途径进入细胞,随着颗粒大小的增加,逐渐转变为小窝蛋白介导途径,当颗粒大于500nm时则通过能量依赖过程由细胞内化。另外,膜的融合过程也参与脂质体介导的基因转染。常用的两种膜蛋白为 N-乙基顺丁烯二酰亚胺-敏感融合蛋白及可溶性NSF连接蛋白。相比较于膜融合作用而言,内吞途径需要消耗能量,而当细胞处于4℃时,处于“休眠”状态的细胞主要利用膜融合作用进行跨膜转运。
 
脂质复合物进入细胞后,必须以有效的方式释放目的基因序列,才能使正确的基因序列有效表达,发挥作用。脂质体复合物进入细胞后形成早期内涵体,随后转变为晚期内涵体,在降解酶、溶酶体作用下形成内涵体-溶酶体系统,同时该过程伴随复合物pH的降低。酸化的系统引起氯离子内流,使溶酶体涨裂,复合物从内涵体-溶酶体系统中逃逸。有研究表明,DOPE可能有帮助核酸释放的作用,能明显提高转染效率,原因是在低pH值的情况下,阳离子脂质体向倒向六边形结构的转变。倒向六边形结构有利于形成稳定的脂质体结构,脂质体与溶酶体膜融合形成临时空洞释放DNA,且表面带有阴离子基团的溶酶体与阳离子脂质体相互吸引,削弱了阳离子脂质体与DNA的结合,促使DNA高效释放。
 
出自《阳离子脂质体与基因治疗》作者张园,展佳愔,孟柯。