ROS响应性聚(β-氨基酯)-聚(β-硫醚酯)共聚物增强基因递送与基因治疗的研究

本研究针对基因治疗中非病毒载体递送效率低、受细胞内活性氧（ROS）干扰的问题，设计并合成了具有ROS响应性的聚(β-氨基酯)-聚(β-硫醚酯)共聚物（PBAE-TE）。通过优化单体投料比和反应时间，获得高效转染载体PBAE-TE2–5，在多种细胞系和3D球状模型中展现出优越的转染性能和穿透能力，并成功应用于CRISPR/Cas9基因编辑和体内外肿瘤治疗，为基因治疗提供了新型高效载体系统。

　　

基因治疗作为现代医学的重要方向，长期以来受限于基因载体的递送效率与安全性。尽管非病毒载体如聚(β-氨基酯)（PBAE）因其低毒性和可调控性受到广泛关注，但其转染效率仍不理想，部分原因在于细胞内高水平的活性氧（ROS）会干扰载体与基因的稳定性及释放行为。因此，开发一种能够响应ROS并提升基因递送效率的新型载体，成为基因治疗领域亟待解决的关键问题。

为此，研究人员设计并合成了一类新型ROS响应性共聚物——聚(β-氨基酯)-聚(β-硫醚酯)共聚物（PBAE-TE），通过引入硫醚键赋予其ROS响应特性，以期在细胞内高ROS环境下实现更高效的基因释放与表达。该研究发表于《Biomacromolecules》，系统评价了该载体在多种细胞模型和基因编辑应用中的效果。

研究主要采用了以下关键技术方法：共聚物合成与表征（通过调整单体比例与反应时间优化载体结构）、体外转染效率检测（使用GFP报告基因在SiHa、HeLa等多种细胞系中评估）、3D球状细胞模型穿透实验、CRISPR/Cas9基因编辑效率验证（以MUC2和HPV16 E7为靶点），以及体内外肿瘤增殖抑制实验（使用小鼠模型）。

通过优化共聚物合成条件获得高效载体

通过调控单体投料比和反应时间，研究人员筛选出转染效率最优的共聚物PBAE-TE2–5。在SiHa和HeLa细胞中，该载体在75:1的载体/GFP比例下实现75.00%和78.70%的转染效率，显著高于未修饰的PBAE。

在多细胞系和3D模型中显示优越转染与穿透性能

PBAE-TE2–5在HeLa、Me180、C666–1和HEK 293T细胞中均表现出更高的转染效率。此外，在SiHa和HEK 293T细胞构建的3D球状模型中，该载体展现出更强的穿透能力和基因表达效果，表明其适用于复杂组织环境。

实现高效CRISPR/Cas9基因编辑并抑制肿瘤生长

PBAE-TE2–5与CRISPR/Cas9质粒形成的复合物能有效编辑HEK 293T细胞中的MUC2基因和SiHa细胞中的HPV16 E7基因。体内外实验进一步证明，该编辑作用显著抑制了癌细胞的增殖，凸显其治疗潜力。

综上所述，PBAE-TE共聚物通过引入ROS响应性硫醚键，显著提升了基因载体的转染效率、组织穿透能力和基因编辑效果，在多种细胞模型和体内实验中均表现出优越性能。该研究不仅为基因治疗提供了一种新型高效非病毒载体系统，也证明了ROS响应性设计在增强基因递送中的重要作用，具有重要的理论价值与临床应用前景。