非病毒基因递送新突破:bZIP结构域增强TFAMoplex转染效率,媲美AAV病毒载体

【字体: 时间:2025年04月13日 来源:Molecular Therapy Nucleic Acids 6.5

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  本文创新性地将bZIP结构域整合入TFAMoplex非病毒基因递送系统,通过增强DNA结合与细胞膜相互作用,使转染效率提升2倍以上。研究首次在血清环境中实现与腺相关病毒(AAV)对比,发现TFAMoplex虽转染细胞比例略低,但单细胞转基因表达量显著超越AAV,为基因治疗提供了更安全高效的非病毒替代方案。

  非病毒基因递送系统的优化突破
本研究聚焦于改进基于线粒体转录因子A(TFAM)的纳米颗粒基因递送系统——TFAMoplex。通过引入碱性亮氨酸拉链(bZIP)结构域,显著提升了该系统的转染效率。其中BACH1蛋白的bZIP结构域表现尤为突出,使半数有效浓度(EC50)降低超过2倍。

bZIP结构域的增效机制
研究团队系统筛选了CREB、BACH1、ATF-3和BATF等多种bZIP结构域。意外发现,即使丧失二聚化能力的CREB-E319K突变体仍能显著增强转染,提示二聚化非必需。共聚焦显微镜观察显示,bZIP结构域可独立促进细胞膜结合,荧光标记实验证实bZIP-TFAMoplex的细胞结合量比标准版提高30%。

与病毒载体的正面较量
在100%血清条件下,优化后的bZIPBACH1-TFAMoplex与AAV2进行直接对比:虽然AAV的转染细胞比例更高(72.7% vs 48.4%),但TFAMoplex的单细胞平均荧光强度(MFI)超出4.4倍。值得注意的是,AAV在纯血清中的EC50值(25,469 GC/细胞)比10%血清时恶化3.6倍,而TFAMoplex在血清中保持稳定。

技术优势与应用前景
TFAMoplex展现出多项独特优势:仅需30分钟孵育时间(常规载体需4-48小时)、在200 ng/mL超低DNA浓度下有效转染。其核心组件TFAM可自然压缩DNA成100 nm颗粒,配合李斯特菌磷脂酶C(PLC)促进内体逃逸,人痘苗相关激酶1(VRK1)则可能通过调控自整合因子提升核递送效率。这些特性使其成为基因治疗领域极具潜力的非病毒替代方案。

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