基因治疗新工具：递送DNA的超薄膜

生物通报道：生物通报道：利用遗传指令取代药物，治疗疾病，一直是科学家孜孜以求的梦想，之所以不能成为行之有效的治疗方法，一大障碍便是不能在正确的时间将正确的基因递送到正确的靶点。为了越过这个障碍，Wisconsin-Madison大学化学和生物工程教授David M. Lynn等最近发明出一种由DNA和水溶性聚合体组成的，可以对表面DNA的释放进行控制的。

　　

生物通报道：利用遗传指令取代药物，治疗疾病，一直是科学家孜孜以求的梦想，之所以不能成为行之有效的治疗方法，一大障碍便是不能在正确的时间将正确的基因递送到正确的靶点。

为了越过这个障碍，Wisconsin-Madison大学化学和生物工程教授David M. Lynn等最近发明出一种由DNA和水溶性聚合体组成的，可以对表面DNA的释放进行控制的。用这种膜包被植入性医疗设备，膜能够提供递送目的基因到靶点的新途径。Lynn用这种纳米膜包被血管内支架（intravascular stents）治疗血栓。与现在流行的药物包被支架的原理相似，Lynn的设备具有更多优势，比如能够将抑制平滑肌生长的基因附着在支架上，治疗心血管疾病。

对DNA包被材料的初步检测，结果喜人，“此膜保存下来的基本机械力与支架的放置和扩张有关，”Lynn说，他们还在实验室培养的细胞中证实了基因递送。

初步实验中，Lynn发现DNA膜包被的支架可以成功地将编码荧光蛋白的基因递送到兔动脉中，证明该膜可以在活组织这种复杂环境中发挥作用。Lynn在美国化学协会年会上公布了研究大致内容。

如果支架被放置在组织内部或邻侧，膜会降解并释放DNA。大片段DNA一般不能透过细胞，Lynn设计的膜上带有的特殊聚合体，可以将基因捆绑为能够穿过细胞的紧密包装。一旦进入细胞，基因便指导细胞编码特定蛋白。

Lynn等利用浸涂法（dip-coating method），每次只涂一层，每次浸入的浓度也各不同，因此单层很薄，大约1万层才有一张纸厚。这样得到的DNA包被膜相对简单，但“使（DNA）离开膜很难。”

膜释放DNA的秘密在于所选择的聚合体和夹心蛋糕式设计。研究人员将干燥条件下稳定、遇水会溶解的聚合体层与DNA层轮换涂抹。聚合体携带对DNA有吸引力的正电荷，每层聚合体还能吸引下一层DNA。层与层之间的电吸引力使膜在干燥、室温条件下稳定，在潮湿的生理条件下聚合体降解。

Lynn实验室已经设计出一组不同聚合体，对递送DNA的特征更加精细调节。利用层铺法，通过控制层数控制DNA量，或根据特定的顺序铺上多种成分。轻轻扭曲膜的结构，能够改变膜降解的速度以及细胞暴露于基因的时间。

膜遇到水后开始溶解，膜的结构决定了DNA释放的方式。最新设计的膜，溶解方式如同肥皂——外层溶解完后，内层溶解。如果将各种基因按次序铺在膜上，便可依次序传递不同的成分。

这种控制与传统方法明显不同。除了用支架的递送DNA外，Lynn还想在其它植入装置上，利用此膜递送DNA。这种膜还可以用来改善实验室培养的组织，精确控制多种DNA或蛋白为基础的抗原的递送。“我们的长期目标是研制出一种可为基因治疗定位的材料。”（生物通记者 小粥）