基于胶束化烟酰胺-聚乙烯亚胺共轭体的基因递送与抗增殖双功能纳米系统研究

针对低分子量聚乙烯亚胺(LMW bPEI)核酸缩合能力不足的问题，研究人员通过烟酰胺疏水修饰构建了自组装胶束纳米系统PNam。最佳配方PNam-3在HEK-293T细胞中基因转染效率超越25kDa bPEI标准品，并能递送miR-718 mimic下调PHB表达30%。特别发现PNam-5对HeLa和A549癌细胞具有浓度依赖性抗增殖作用，揭示了烟酰胺密度与凋亡诱导的构效关系，为基因-化疗联合治疗提供了新思路。

　　

基因治疗作为革命性的医疗手段，虽能通过基因置换治愈遗传性疾病，但病毒载体的免疫原性、插入突变风险和高昂成本（如已退市的Glybera疗法单剂需百万美元）严重制约其发展。非病毒载体中，高分子量聚乙烯亚胺(HMW bPEI)虽转染效率优异但细胞毒性大，而低毒的低分子量PEI(1.8kDa)又因核酸缩合能力差难以实用化。这一"效率-毒性"悖论促使科学家寻求新型载体设计策略。

中国科学院印度基因组学与整合生物学研究所(CSIR-IGIB)的研究团队独辟蹊径，将烟酰胺（维生素B₃）的生物学特性与纳米技术相结合，开发出兼具基因递送和抗癌功能的双效纳米系统。他们通过将6-(烟酰胺)-己酸(NA) linker共价偶联至LMW PEI，构建出能自组装形成165-235纳米胶束的PNam系列共轭物。相关成果发表在《Journal of Drug Delivery Science and Technology》上。

研究采用动态光散射(DLS)表征纳米颗粒尺寸，电泳迁移率实验(EMSA)评估DNA结合能力，MTT法检测细胞毒性。通过pEGFP报告基因在HEK-293T、HeLa等细胞系的转染实验评价效率，并利用Western blot分析miR-718 mimic对HaCaT细胞PHB蛋白的调控作用。抗癌机制通过Annexin V-FITC/PI双染和流式细胞术解析。

材料与方法
合成路线以EDCI为缩合剂将NA linker按不同比例(1-5)偶联至PEI，通过¹H NMR和FT-IR确认结构。临界胶束浓度(CMC)采用芘荧光探针法测定，DNA缩合能力通过EtBr排除实验评估。

结果与讨论
PNam-3展现最佳性能：粒径166nm、zeta电位+29mV，在血清环境下仍保持高于25kDa PEI 1.3倍的转染效率。机制研究表明，烟酰胺疏水核心促进内体逃逸，而PEI阳离子骨架实现DNA保护。Western blot证实PNam-3可有效递送miR-718 mimic使PHB表达下调30%。

意外发现PNam-5（烟酰胺修饰度最高）在60μg/mL时选择性抑制HeLa细胞增殖，流式检测显示早期凋亡率提升5倍。进一步实验揭示高密度烟酰胺可能通过耗竭细胞内NAD⁺库触发凋亡通路，这为"基因递送-化疗"一体化设计提供了新范式。

该研究创新性地将维生素衍生物整合到非病毒载体设计中，不仅解决了LMW PEI的临床应用瓶颈，更拓展了纳米药物的治疗维度。PNam平台既可实现高效基因编辑，又能通过调节烟酰胺负载量实现抗癌功能定制，为精准医疗提供了可编程的纳米工具。未来通过优化linker化学结构，有望开发出针对特定癌症的theranostic（诊疗一体化）纳米系统。