ROS触发循环响应性硅纳米线阵列实现干细胞高效基因转染

本综述创新性地开发了一种基于硅纳米线阵列（SN）的循环活性氧（ROS）响应基因递送平台，通过协同物理穿透与生化响应机制，实现了质粒的高效胞内递送与持续释放，为难转染干细胞（如mESC和MSC）的基因治疗提供了具有重要应用价值的解决方案。

　　

Highlight

Material

硅片（n掺杂，（100）晶向，0.56毫米厚度）购自苏州苏科精仪仪器有限公司，切割成0.5×0.5 cm2方形芯片备用。聚乙烯亚胺（分子量1.8k）购自阿拉丁生化科技有限公司。4-溴甲基苯硼酸购自上海泰坦科技股份有限公司。肉桂醛购自苏州巨擘医药科技有限公司。

Synthesis of polyethyleneimine-phenylboronic acid (PEI-B)

聚乙烯亚胺（PEI）与4-溴甲基苯硼酸（B）在二甲亚砜（DMSO）溶剂体系中通过季铵化反应生成产物PEI-B（图1a）。PEI-B的合成不仅增强了PEI的正电荷，还引入了ROS响应位点，其在后续使用中能在活性氧（ROS）环境下加速质粒的释放。

通过zeta电位测量显示PEI-B具有显著正电性（+42.5 mV），证实了季铵化修饰的成功。核磁共振氢谱（1H NMR）进一步验证了苯硼酸基团的成功接枝。

Preparation and Characterization of PEI-B and TAC

在二甲亚砜（DMSO）溶剂环境中，聚乙烯亚胺（PEI）与4-溴甲基苯硼酸（B）发生季铵化反应，从而生成产物PEI-B（图1a）。PEI-B的合成不仅增强了PEI的正电荷，还引入了ROS响应位点，其在后续使用中能在活性氧（ROS）环境下加速质粒的释放。

通过zeta电位测量PEI-B，结果显示PEI-B具有+42.5 mV的zeta电位，表明其带有显著的正电荷。通过核磁共振氢谱（1H NMR）对PEI-B的化学结构进行了表征。

Conclusions

总之，本研究构建了一种修饰在硅纳米线（SN）阵列表面的活性氧（ROS）响应循环系统。该系统具有以下显著优势：（1）由细胞内源性ROS触发的响应循环机制能够实现动态刺激-响应调控；（2）它显著增强了小分子聚乙烯亚胺（PEI）的正电荷密度，优化了静电相互作用效率；（3）它能够实现...