水凝胶用于rna装载和控释的生物医学应用 -凯发k8国际首页登录

　　水凝胶用于rna装载和控释的生物医学应用。 2023年3月20日，美国哈佛医学院布列根妇女医院的施进军教授团队在nature materials期刊上发表题为hydrogels for rna delivery的文章。

　　基于rna的疗法在很大程度上取决于对rna使用化学修饰、配体缀合或非病毒纳米粒子来提高rna稳定性并促进细胞内递送。与分子水平或纳米级的方法不同，宏观水凝胶是柔软的、遇水膨胀的三维结构，具有生物降解性、可调理化性质和可注射性等显著特征，最近它们在rna治疗中的应用引起了广泛关注。具体来说，可以用设计水凝胶来对rna释放进行精确的时空控制，最大限度地减少全身毒性并提高体内疗效。该全面概述了用于rna装载和控释的水凝胶，介绍了它们的生物医学应用，并对rna递送这一激动人心领域的机遇和挑战提出了一些看法。

　　论文通讯作者是joão conde、施进军教授，第一作者是ruibo zhong, sepehr talebian, bárbara b. mendes。

　　到目前为止，sirna和mrna疗法主要被临床批准用于不同的疾病，还有许多其他疗法正在进行临床试验。尽管rna具有相当大的治疗潜力，但其体内递送存在局限性，包括酶敏感性、细胞外和细胞屏障，以及难以运输到货物活跃的亚细胞区室。因此，大多数临床阶段的rna疗法基于化学修饰(硫代磷酸酯键)、配体缀合(n-乙酰半乳糖胺(galnac))或非病毒纳米颗粒(np)递送(脂质np)。尽管这些方法能够提高rna的稳定性，改善药代动力学，但是仍有自身的局限性。水凝胶由水溶胀的三维网络组成，具有类似天然细胞外基质的特性，生物可降解，理化性质可调，可注射性等显著特征，使其可用于组织工程、药物输送、细胞形态发生等领域。水凝胶独特的物理化学特性使其成为一种极具吸引力的rna递送系统。最近已经有大量努力来探索使用水凝胶进行rna递送，从基因沉默和蛋白质替代到免疫调节的各种生物医学应用。

　　哈佛医学院布列根妇女医院的施进军教授团队从水凝胶用于rna递送的历史开始，详细对比了rna在水凝胶中的装载方式，包括直接装载裸rna和装载rna纳米载体复合物，然后进一步讨论了水凝胶控释的设计(持续释放或刺激响应释放)，最后列举了一些水凝胶递送rna在生物医学应用中的具体应用，范围从组织再生到癌症治疗。文章讨论的研究表明，水凝胶系统不仅能够持续局部递送rna(避免重复给药)，而且能够对释放速率进行空间和时间控制。

　　表1：临床已批准的rna疗法。

　　图1：基于水凝胶的rna递送简史。

　　图2：水凝胶作为rna递送系统的优势。

　　图3：用于装载和递送rna的功能性水凝胶。

　　图4：水凝胶装载裸rna。

　　图5：水凝胶控释rna的功能特性。

　　表2：基于水凝胶递送rna的生物医学应用。

　　图6：基于水凝胶递送rna的生物医学应用。

　　现在迫切需要在体内进一步研究载有rna的水凝胶的特性，例如可降解性、清除率、控制释放和异物反应。预计水凝胶设计和制造的不断改进将使这些令人兴奋的材料更接近rna疗法的临床应用。(来源：科学网)

　　相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41563-023-01472-w

　　作者：施进军等 来源：《自然—材料》