基于mPEG-PEI-c-SWNTs的siRNA递送系统增强凡纳滨对虾抗副溶血弧菌感染的基因沉默效应

针对水产养殖中siRNA递送效率低、稳定性差等难题，研究人员开发了基于聚乙二醇-聚乙烯亚胺-羧基化单壁碳纳米管（mPEG-PEI-c-SWNTs）的新型递送系统。该研究通过靶向凡纳滨对虾（Penaeus vannamei）的LvPax6和LvAPN1基因，证实系统可有效实现基因沉默，并显著提升对急性肝胰腺坏死病病原体（VPAHPND）的抗性，为水产病害防控提供了精准高效的RNAi技术方案。

　　

论文解读

水产养殖业是全球粮食安全的重要支柱，但病害问题如急性肝胰腺坏死病（AHPND）每年造成数十亿美元损失，其病原体副溶血弧菌（VP_AHPND）致死率高达90%。传统抗生素疗法导致耐药性加剧，而RNA干扰（RNAi）技术虽能精准沉默致病基因，却受限于递送系统的稳定性与效率。裸siRNA易被降解，现有载体如脂质体存在负载量低、循环时间短等缺陷。如何开发高效安全的siRNA递送平台，成为水产病害防控的关键突破口。

海南某研究团队在《Aquaculture》发表的研究中，创新性地将羧基化单壁碳纳米管（c-SWNTs）与聚乙二醇（PEG）、聚乙烯亚胺（PEI）复合，构建了mPEG-PEI-c-SWNTs递送系统。该系统通过PEI的"质子海绵"效应促进siRNA释放，PEG延长循环时间，SWNTs的"纳米针"机制穿透细胞膜，成功实现了凡纳滨对虾（P. vannamei）靶基因的高效沉默，并显著提升抗VP_AHPND能力。研究采用胚胎显微注射和活体感染实验，结合qPCR、Western blot等技术验证递送效果。

主要技术方法
研究以SPF级凡纳滨对虾胚胎为模型，通过共价偶联法制备mPEG-PEI-c-SWNTs复合物，动态光散射（DLS）表征粒径和电位。靶向LvPax6基因的siRNA验证系统沉默效率，再针对VP_AHPND受体LvAPN1设计siRNA，通过攻毒实验评估抗病效果。

研究结果

1. 载体构建与表征：mPEG-PEI-c-SWNTs粒径约120 nm，Zeta电位+35 mV，能稳定负载siRNA并抵抗核酸酶降解。透射电镜显示PEI-PEG在SWNTs表面形成均匀包被层。
2. 基因沉默验证：注射mPEG-PEI-c-SWNTs-siLvPax6组，LvPax6 mRNA表达降低72%，蛋白水平下降68%，且无显著毒性。
3. 抗病效应：沉默LvAPN1后，VP_AHPND攻毒组的存活率提升至75%，显著高于对照组（30%），肝胰腺病理损伤明显减轻。

结论与意义
该研究首次将功能化碳纳米管应用于水产RNAi领域，突破性地解决了siRNA递送的三大瓶颈：SWNTs保护核酸免遭降解，PEI促进内体逃逸，PEG延长体内循环。靶向宿主受体LvAPN1的策略，避免了直接杀伤病原体导致的进化压力，为可持续病害防控提供新范式。未来通过优化口服递送工艺，有望推动RNAi技术在水产养殖中的规模化应用。