ATP响应型PAMAM-PEI树枝状聚合物基因递送系统的构建及其在纤维增生性瘢痕治疗中的应用

【编辑推荐】针对纤维增生性瘢痕基因治疗载体效率低、毒性高的问题，研究人员开发了基于ATP响应的PEI-PBA-diol-PAMAM杂化纳米载体。该载体通过苯硼酸-二醇（PBA-DMPA）连接低分子量PEI1.8kDa与PAMAM G2.0树状大分子，在5 mM ATP条件下实现DNA可控释放，转染效率较传统PEI提升3-5倍（HEK293T细胞达73.7±4.2%），且细胞活性接近100%，为精准基因治疗提供新策略。

　　

纤维增生性瘢痕（如瘢痕疙瘩和增生性瘢痕）是临床治疗的难点，现有手术、激素注射等方法复发率高且无法纠正成纤维细胞异常活化。基因治疗通过调控TGF-β/Smad等通路虽具潜力，但面临载体毒性（如PEI_25kDa）、非特异性释放等瓶颈。Chamran Hospital健康研究中心的研究团队在《Journal of Drug Delivery Science and Technology》发表研究，创新性地将低分子量聚乙烯亚胺（PEI, 1.8 kDa）与第二代聚酰胺-胺（PAMAM G2.0）通过ATP敏感的苯硼酸-二醇（PBA-DMPA）连接，构建了智能响应型基因递送系统。

研究采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）验证载体合成，动态光散射（DLS）测定粒径（182.0±6.5 nm）和zeta电位（+26.0±0.1 mV），透射电镜（TEM）确认球形形态。通过凝胶阻滞实验证明0.5重量比即可有效缩合质粒DNA，ATP触发释放实验模拟生理条件（5 mM）验证快速解离特性。

Characterization of Synthesized PEI-PBA-diol-PAMAM
FTIR显示1736 cm^-1处酯羰基峰消失证实PAMAM胺化成功，¹H NMR谱中苯环质子峰（7.3-7.8 ppm）证实PBA连接。载体在生理pH下稳定，而5 mM ATP环境1小时内释放90% DNA，符合靶细胞代谢特征。

Discussion
相比传统PEI_25kDa，该载体在HEK293T和L929细胞中分别实现73.7±4.2%和26.3±0.6%的GFP表达，转染效率提升3-5倍（P<0.05），且细胞存活率近100%。PAMAM G2.0的低毒性优势与PEI_1.8kDa的"质子海绵"效应协同，而PBA-DMPA键实现ATP浓度依赖性精准释放，避免溶酶体降解风险。

Conclusion
该研究通过理性设计融合树枝状聚合物与线性聚合物的优势，首次实现基于ATP代谢差异的瘢痕靶向基因递送。通讯作者Abbas Rahdar和第一作者Hamid Noury指出，这种模块化设计可扩展至siRNA或CRISPR-Cas9递送，为纤维化疾病提供平台技术。未来需在瘢痕动物模型中验证其靶向性和长效性，但已展现出超越现有ATP响应系统（如Zhou等开发的siRNA载体）的临床转化潜力。