王丹丹等

【摘要】介孔二氧化硅納米微粒（MSNs）具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征和較好的生物相容性，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用潛力，其中最廣泛的應(yīng)用就是MSNs作為藥物或基因載體。本綜述介紹了MSNs作為藥物或基因載體進(jìn)行抗腫瘤治療的最新研究進(jìn)展，同時(shí)MSNs還能減少抗腫瘤藥物的毒副作用，進(jìn)而改善治療效果。

【關(guān)鍵詞】介孔二氧化硅；納米微粒；基因載體；腫瘤治療

【中圖分類號(hào)】R979.1【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1004-4949（2013）08-260-02

1 簡(jiǎn)介

自20世紀(jì)70年代，“基因治療”這一概念被提出以來(lái)，基因治療首先被應(yīng)用于單基因遺傳病的治療，繼之腫瘤的基因治療很快也成為研究的熱點(diǎn)，被認(rèn)為是繼手術(shù)、放療、化療后第四類惡性腫瘤治療技術(shù)，顯示了很好的前景和希望，但仍存在一些問(wèn)題需要解決。基因載體就是其中較突出的問(wèn)題。如何找到一個(gè)高效、靶向，在體內(nèi)長(zhǎng)循環(huán)的基因載體一直是各國(guó)科學(xué)家努力探索的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。

在體內(nèi)，裸藥物的生物利用度較差，而且細(xì)胞攝取效果不理想。由于DNA、siRNA或mRNA帶負(fù)電荷使它們不容易被細(xì)胞內(nèi)化，且生物穩(wěn)定性差，半衰期較短。若病毒作為基因轉(zhuǎn)運(yùn)載體，應(yīng)該注意其生物安全性。非病毒轉(zhuǎn)運(yùn)通過(guò)電穿孔，磁轉(zhuǎn)染和聲孔效應(yīng)實(shí)現(xiàn)，但這些方法都存在局限性，并且需要一種載體。

納米顆粒具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)等特性，同時(shí)具有很大的比表面積，易與其他原子相結(jié)合而穩(wěn)定。由于納米顆粒的這些特點(diǎn)，將納米顆粒作為基因載體用于惡性腫瘤的基因治療正在全面開展。通過(guò)運(yùn)用納米載體進(jìn)行全身給藥，人們發(fā)現(xiàn)以DNA、siRNA或mRNA為基礎(chǔ)的藥物擁有良好的發(fā)展前景。

2 MSN作為基因載體在腫瘤治療中的應(yīng)用

MSNs具有粒徑分布窄，能夠有效地保護(hù)運(yùn)載基因直到靶位點(diǎn)，良好的表面改性能夠優(yōu)化質(zhì)粒吸附和釋放等特性。一些報(bào)道關(guān)注于質(zhì)粒DNA吸附于MSNs的微粒表面還是孔隙內(nèi)部，相關(guān)體外實(shí)驗(yàn)仍在進(jìn)行。在許多MSNs作為基因載體的報(bào)道中，DNA主要是吸附到陽(yáng)離子修飾的MSNs外表面。Nel等^[1，2]，將siRNA 和DNA吸附到PEI修飾的MSNs表面。N/P比達(dá)到10-100時(shí)，可以完全吸附。正如預(yù)期那樣，PEI涂層的高正電荷密度有利于基因吸附，對(duì)照組粒子用一種有機(jī)磷進(jìn)行修飾，其對(duì)核酸的吸附能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于PEI。

提高基因的吸附能力可以使用兩種方法，即優(yōu)化吸附條件和增大MSNs介孔孔徑。Gu等^[3]證實(shí)了短的鮭魚DNA在特定條件下（鹽酸胍，2M，pH5）吸附到小孔隙MSNs（直徑70nm 介孔孔徑2.7nm），最大載重量為121.6mgDNA/gMSN，這一數(shù)值明顯高于DNA只吸附到粒子外表面時(shí)的載重量值。MSNs對(duì)DNA吸附能力受溫度影響。在T<20°C，幾乎沒(méi)有DNA解吸被觀測(cè)到，然而，當(dāng)T>20 °C時(shí)，越來(lái)越多的DNA 隨溫度升高而解吸。在1h內(nèi)，接近生理溫度時(shí)觀測(cè)到DNA幾乎完全解吸。在與鮭魚DNA吸附實(shí)驗(yàn)相同的條件下，Gu 等^[4]又進(jìn)行了將siRNA封裝到MSNs介孔的研究，但幾乎沒(méi)有觀察到siRNA吸附。在脫水條件下（66.7% 乙醇），無(wú)論用N.C. siRNA還是EGFP siRNA，siRNA吸附結(jié)果均為13.5 mg siRNA/g MSN（siRNA均衡濃度80 μg/ml）。這一結(jié)果突出強(qiáng)調(diào)優(yōu)化親水性藥物吸附條件的重要性。在siRNA均衡濃度為170 μg/ml時(shí)，高達(dá)27.5 mg siRNA/g MSN幾乎完全吸附在MSNs的介孔內(nèi)。為了包覆孔隙，25 kDa PEI吸附到MSNs。體外研究表明，困在PEI-MSNs介孔內(nèi)的siRNA可以有效地防止核酸酶降解。

增大MSNs介孔孔徑同樣能夠提高基因的吸附能力。Gao等^[5]制備了氨基改性的MSNs（粒徑 70-300nm），粒子表面有許多孔徑達(dá)20nm的籠形介孔。在PBS緩沖液中，熒光素酶質(zhì)粒DNA吸附到MSNs，粒子表面的氨基基團(tuán)與帶負(fù)電荷的DNA相互作用，能夠保護(hù)質(zhì)粒DNA免受核酸酶降解。Kim等^[6]報(bào)道說(shuō)，在PBS緩沖液中，熒光素酶質(zhì)粒DNA可以吸附到高負(fù)載阿霉素的MSNs（粒徑250nm 介孔孔徑23nm）。

3 前景展望

MSN作為基因載體進(jìn)行腫瘤治療已取得較大進(jìn)展，但仍存在很多問(wèn)題。相信隨著技術(shù)的進(jìn)步，針對(duì)腫瘤的組織學(xué)類型或其特定的基因背景，可以誕生一系列優(yōu)越的治療系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的治療手段相結(jié)合，使人類能最終攻克腫瘤。

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