经生物界面工程处理的明胶-银纳米颗粒用于肝细胞癌细胞中的选择性基因递送与细胞凋亡诱导

《Journal of Drug Delivery Science and Technology》：Biointerface-Engineered Gelatin–Silver Nanoparticles for Selective Gene Delivery and Apoptosis in Hepatocellular Carcinoma Cells

　　摘要：本研究旨在开发一种基于明胶的银纳米粒子生物界面工程平台，该平台既能选择性地靶向肝细胞癌细胞，又能实现高效的非病毒基因递送。对于肝细胞癌的治疗而言，能够同时实现选择性细胞相互作用与高效基因递送的靶向纳米治疗系统具有重要意义，且有助于降低非靶标毒性。在本研究中，通过系统优化反应参数——包括溶液pH值、明胶浓度、硝酸银浓度以及反应时间——合成了基于明胶的银纳米粒子（GT-AgNPs）。动态光散射分析显示，这些纳米粒子的水动力尺寸在120至300纳米之间，具有负ζ电位（-2至-22毫伏）；透射电子显微镜则证实其为均匀的球形纳米粒子，核心尺寸在6至30纳米之间。体外生物学评估表明，在48小时内，浓度高达200微克/毫升的GT-AgNPs对HeLa细胞的细胞毒性可忽略不计。相比之下，HepG2细胞则表现出明显的选择性细胞毒性，尤其是含有0.1%明胶的GT-AgNPs，在100微克/毫升浓度下24小时内即可使细胞存活率降至50%以下，而在20微克/毫升浓度下48小时后也会出现相同情况。细胞摄取研究显示，即使在10%血清存在的情况下，这些纳米粒子在HepG2细胞中的内化程度也显著增加，而HeLa细胞中的摄取则保持较低水平。 Annexin V/PI染色结果表明，细胞死亡主要以凋亡形式发生。为实现基因递送，进一步用低分子量（2千道尔顿）的支链聚乙二醇亚胺对GT-AgNPs进行了改造，从而得到了具有高效质粒DNA结合能力的bPEI@GT-AgNPs。值得注意的是，与Lipofectamine? 2000相比，bPEI@GT-AgNP/pDNA复合物在HepG2细胞中的EGFP基因转染效率更高。总体而言，这项工作提供了一种多功能纳米平台，兼具选择性抗癌活性与高效的肝细胞癌基因递送功能。