介孔二氧化硅纳米微粒作为基因载体在肿瘤治疗领域的应用

介孔二氧化硅纳米微粒作为基因载体在肿瘤治疗领域的应用【摘要】介孔二氧化硅纳米微粒（msns）具有独特的结构特征和较好的生物相容性，在生物医学领域具有良好的应用潜力，其中最广泛的应用就是msns作为药物或基因载体。本综述介绍了msns作为药物或基因载体进行抗肿瘤治疗的最新研究进展，同时msns还能减少抗肿瘤药物的毒副作用，进而改善治疗效果。

【关键词】介孔二氧化硅；纳米微粒；基因载体；肿瘤治疗

【中图分类号】r979.1【文献标识码】a【文章编号】1004-4949（2013）08-260-02

1 简介

自20世纪70年代，“基因治疗”这一概念被提出以来，基因治疗首先被应用于单基因遗传病的治疗，继之肿瘤的基因治疗很快也成为研究的热点，被认为是继手术、放疗、化疗后第四类恶性肿瘤治疗技术，显示了很好的前景和希望，但仍存在一些问题需要解决。基因载体就是其中较突出的问题。如何找到一个高效、靶向，在体内长循环的基因载体一直是各国科学家努力探索的重点和热点。

在体内，裸药物的生物利用度较差，而且细胞摄取效果不理想。由于dna、sirna或mrna带负电荷使它们不容易被细胞内化，且生物稳定性差，半衰期较短。若病毒作为基因转运载体，应该注意其生物安全性。非病毒转运通过电穿孔，磁转染和声孔效应实现，但这些方法都存在局限性，并且需要一种载体。

纳米颗粒具有表面效应、小尺寸效应等特性，同时具有很大的比

表面积，易与其他原子相结合而稳定。由于纳米颗粒的这些特点，将纳米颗粒作为基因载体用于恶性肿瘤的基因治疗正在全面开展。通过运用纳米载体进行全身给药，人们发现以dna、sirna或mrna 为基础的药物拥有良好的发展前景。

2 msn作为基因载体在肿瘤治疗中的应用

msns具有粒径分布窄，能够有效地保护运载基因直到靶位点，良好的表面改性能够优化质粒吸附和释放等特性。一些报道关注于质粒dna吸附于msns的微粒表面还是孔隙内部，相关体外实验仍在进行。在许多msns作为基因载体的报道中，dna主要是吸附到阳离子修饰的msns外表面。nel等[1，2]，将sirna 和dna吸附到pei 修饰的msns表面。n/p比达到10-100时，可以完全吸附。正如预期那样，pei涂层的高正电荷密度有利于基因吸附，对照组粒子用一种有机磷进行修饰，其对核酸的吸附能力远远低于pei。

提高基因的吸附能力可以使用两种方法，即优化吸附条件和增大msns介孔孔径。gu等[3]证实了短的鲑鱼dna在特定条件下（盐酸胍，2m，ph5）吸附到小孔隙msns（直径70nm 介孔孔径2.7nm），最大载重量为121.6mgdna/gmsn，这一数值明显高于dna只吸附到粒子外表面时的载重量值。msns对dna吸附能力受温度影响。在t20 °c时，越来越多的dna 随温度升高而解吸。在1h内，接近生理温度时观测到dna几乎完全解吸。在与鲑鱼dna吸附实验相同的条件下，gu 等[4] 又进行了将sirna封装到msns介孔的研究，但几乎没有观察到sirna吸附。在脱水条件下（66.7% 乙醇），无

论用n.c. sirna还是egfp sirna，sirna吸附结果均为13.5 mg sirna/g msn（sirna均衡浓度80 μg/ml）。这一结果突出强调优化亲水性药物吸附条件的重要性。在sirna均衡浓度为170 μg/ml 时，高达27.5 mg sirna/g msn几乎完全吸附在msns的介孔内。为了包覆孔隙，25 kda pei吸附到msns。体外研究表明，困在

pei-msns介孔内的sirna可以有效地防止核酸酶降解。

增大msns介孔孔径同样能够提高基因的吸附能力。gao等[5]制备了氨基改性的msns（粒径 70-300nm），粒子表面有许多孔径达20nm的笼形介孔。在pbs缓冲液中，荧光素酶质粒dna吸附到msns，粒子表面的氨基基团与带负电荷的dna相互作用，能够保护质粒dna 免受核酸酶降解。kim等[6]报道说，在pbs缓冲液中，荧光素酶质粒dna可以吸附到高负载阿霉素的msns（粒径250nm 介孔孔径

23nm）。

3 前景展望

msn作为基因载体进行肿瘤治疗已取得较大进展，但仍存在很多问题。相信随着技术的进步，针对肿瘤的组织学类型或其特定的基因背景，可以诞生一系列优越的治疗系统，与传统的治疗手段相结合，使人类能最终攻克肿瘤。

参考文献

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[6]kim mh，na hk，kim yk，et al.facile synthesis of monodispersed mesoporous silica nanoparticles with ultralarge pores and their application in gene delivery [j]. acs nano，2011，5（5）：3568–3576.