陽(yáng)離子聚合物被廣泛作為非病毒載體用于基因輸送，它基本上都是含季銨離子或氨基（氨基在水溶液質(zhì)子化為季銨鹽）的大分子。對(duì)于基因輸送，聚合物含有的陽(yáng)離子基團(tuán)是把雙刃劍：一方面，聚合物通過陽(yáng)離子中和DNA的負(fù)電荷并將其壓縮成陽(yáng)離子聚合物/DNA復(fù)合物納米顆粒，從而保護(hù)DNA不被降解并促進(jìn)細(xì)胞攝取；另一方面，通過大量正/負(fù)電荷協(xié)同靜電相互作用形成的復(fù)合物納米顆粒在熱力學(xué)上非常穩(wěn)定，進(jìn)入細(xì)胞后不能快速解離釋放出DNA、使DNA進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。同時(shí)，陽(yáng)離子聚合物也有可能與轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA結(jié)合，干擾蛋白質(zhì)翻譯過程。目前采用的解決辦法是使聚合物能夠響應(yīng)細(xì)胞內(nèi)的某些生理特點(diǎn)如pH、酯酶、ATP、GSH還原、ROS氧化或外部刺激如光照等、在細(xì)胞內(nèi)降解成寡聚鏈，減少與質(zhì)粒DNA的結(jié)合能力。但這些含季銨離子或氨基的寡聚鏈仍帶有正電荷、仍有可能干擾轉(zhuǎn)染過程。
為了解決這一問題，浙江大學(xué)化工系生物納米工程中心申有青課題組設(shè)計(jì)了一類能夠在細(xì)胞內(nèi)完全解體為不帶任何電荷的硫鎓型陽(yáng)離子聚合物，發(fā)表于Adv. Funct. Mater. 2017. doi: 10.1002/adfm.201606826。
這一類細(xì)胞內(nèi)解體型硫鎓聚合物結(jié)構(gòu)中含有鄰位苯硼酸/酯和硫鎓結(jié)構(gòu)單元。復(fù)合物納米顆粒從內(nèi)含/溶酶體逃逸后，在腫瘤細(xì)胞內(nèi)較高ROS水平下，聚合物上的硼酸/酯氧化形成酚基并進(jìn)一步發(fā)生消去反應(yīng)。與含胺類/季銨鹽的陽(yáng)離子聚合物結(jié)構(gòu)不同，該聚合物能降解形成不帶電荷的硫醚小分子，失去與DNA的結(jié)合能力，不僅能快速釋放DNA，還能避免干擾基因轉(zhuǎn)染過程，從而具備高效的基因表達(dá)能力和低細(xì)胞毒性。通過細(xì)胞層面上的轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)，研究者最終篩選出了一種在有血清條件下仍具有高效基因輸送能力的載體（基因表達(dá)能力比經(jīng)典陽(yáng)離子聚合物聚乙二亞胺bPEI25k高2個(gè)數(shù)量級(jí)）。該載體攜帶自殺基因TRAIL治療腹腔瘤，表現(xiàn)出優(yōu)秀的抑瘤效果。
