基于环糊精-结冷胶乳液凝胶重构脂肪组织的模拟研究及其基因递送增强策略

本研究创新性地将壳聚糖(Chitosan)经3-硝基苯甲醛(3NBA)和氨基酸(精氨酸/半胱氨酸/组氨酸)修饰，开发出具有高溶解度(Chi-3NBACys溶解性提升8.4倍)和低细胞毒性的基因递送载体。通过FTIR/NMR表征证实成功合成，DLS显示纳米颗粒(105-206nm)具有优异稳定性(ζ电位32-52mV)，其中半胱氨酸修饰载体转染效率媲美Lipofectamine? 2000，为基因治疗提供了安全高效的非病毒载体解决方案。

　　

Highlight亮点

本研究通过3-硝基苯甲醛(3NBA)与氨基酸协同修饰壳聚糖，构建了兼具DNA结合能力与细胞穿透性的新型基因载体系统，其转染效率突破性地达到商业转染试剂水平。

Chemicals and reagents化学试剂

壳聚糖、3NBA、L-精氨酸、L-半胱氨酸和L-组氨酸购自Sigma-Aldrich，羧基活化剂EDAC和交联剂TPP等关键试剂均采用生化级纯度。实验用缓冲液均经严格pH校准，确保纳米粒子制备条件的一致性。

Results and discussion结果与讨论

未修饰壳聚糖因溶解性差和膜相互作用弱导致递送效率受限。本研究发现3NBA的芳香环结构显著增强pDNA结合力，而氨基酸修饰则通过以下机制提升性能：精氨酸的胍基促进膜穿透，半胱氨酸的巯基(-SH)介导内体逃逸，组氨酸的咪唑基发挥"质子海绵"效应。DLS数据显示所有衍生物均形成纳米级颗粒(PDI<0.4)，其中Chi-3NBA_Cys在生理pH下呈现类胶束特性，其临界胶束浓度(CMC)较未修饰壳聚糖降低两个数量级。

Conclusion结论

通过3NBA与氨基酸的精准分子设计，我们成功开发出具有"膜穿透-内体逃逸-DNA释放"全流程优化功能的新型壳聚糖载体。特别是半胱氨酸修饰体系展现出8.4倍溶解度提升和商业试剂级转染效率，其冻干制剂在4℃下可稳定储存6个月以上，为临床转化奠定基础。