Cancer is one of the major killer diseases to threaten human
lives. Nowadays, the discovery and development of anticancer
drugs and gene therapy for cancer treatment are becoming more
efficient due to rapid expansion of knowledge in elucidating the
molecular biology of cancers and the availability of complete
sequence information of human genomes. Targeted therapy is one
of recently developed approaches to minimize the side effect and
improve cancer treatment efficiency by developing targeted drugs
to influence the action or activity of a specific signal pathway or
delivering therapeutic genes into the chromosomes of cancer cells
so as to regulate or replace abnormal genes [1].
Although gene therapy has been proven to be crucial for the
treatment of cancers [2], it is difficult to obtain satisfactory effi-
ciency by using naked DNA since gene transfer in eukaryotic cells is
a multiple-step process, in which naked DNA can be easily digested.
Therefore,the development of safe, efficient and specific DNAdelivery
vectors for transporting appropriate genes to specific cells or
tissues, where they can replace defective genes and be translated
into desired proteins, is one of the key strategies in modern gene
therapy. Chitosan has been considered to be a potential gene carrier
since it is known as a biocompatible, biodegradable, and lowtoxic biomaterial with highly cationic charges. However, low speci-
ficity and low transfection efficiency of chitosan block its end-use
in gene delivery. Fortunately, chitosan has many functional amino
groups along its backbone, which makes it easy to produce various
chitosan derivatives with tailored properties through chemical
modification [3].
Imidazole is a functional moiety of several biomolecules (such as
histidine), and the incorporation of imidazole to polymeric delivery
vectors could improve their biocompatibility and gene transfection
efficiency [4]. The imidazole–chitosan (EICS) prepared through
the EDC(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide) chemistry
has been developed [5], and used to deliver small interfering
RNA (si-RNA) for potential treatment of lung diseases [6] and genes
in nervous system [7]. However, poor water solubility of the EICS
at physiological pH limits its application in gene therapy. The functional
group of Schiff-base is endosomal pH sensitive [8], and the
compounds containing Schiff-base have been involved in many biochemical
processes, drug development and functional biomaterials
design [9]. In order to improve the gene transfection efficiency
and water solubility of the EICS, a new strategy to promote endoplasmic
gene transport and nucleus uptake based on intracellular
environment responsiveness has been developed [10].
A promising gene delivery vector should be able to efficiently
convey genes to specific target tissues with minimal toxicity. The
cell internalization of gene/vector polyplexes via endocytosis can
be enhanced by introducing specific cell or tissue targeting ligands
to gene carriers [11]. In this approach, typical targeting biomacromolecules,
such as antibodies, hormones, peptides and folic acid,
have been used to recognize cancer cells [12]. Among them, folic
acid (FA) is less expensive, easy to conjugate and more stable during
the course of transportation, storage and use. Different from
other ligands, folate is non-immunogenic. The folate receptor is
known to be over-expressed on the surface of cancer cells in
the case of epithelial malignancies, including: ovarian, colorectal
and breast cancers. The cell uptake of folate–drug conjugates or
folate-conjugated nanocarriers is based on folate-receptor mediated
endocytosis [13,14].
In this study, a new cancer targeted and endosomal
pH responsive delivery system, folic acid Schiff-base linked
imidazole–chitosan (FA-SLICS), is designed and developed through
a two-step bio-conjugation approach (Scheme 1). The pKa of a
Schiff-base ( N C ) is about 10.6–16.0 at 25 ◦C, and it can be fully
protonated at physiological pH [15], which results in the improvement
of water solubility comparing with the EICS. FA-SLICS is
sensitive to pH due to the presence of pH-sensitive Schiff-base moieties
and imidazole ring, and thus the release of loaded genes can
be controlled by endosomal microenvironment. Moreover, due to
the targeted function of folic acid, FA-SLICS is able to specifically
deliver DNA to tumor cells. DNA binding and protection capability,
zeta potentials, cell cytotoxicity, pH controlled gene loading and
release efficiency, and DNA transfection efficiency of the FA-SLICS
were systematically examined. Our data indicates thatthe FA-SLICS
could be used as a safe and effective DNA carrier in targeted cancer
gene therapy.
โรคมะเร็งเป็นหนึ่งในโรคสำคัญนักฆ่าคุกคามมนุษย์ชีวิต ปัจจุบัน การค้นพบและพัฒนา anticancerยาเสพติดและยีนบำบัดในการรักษาโรคมะเร็งจะกลายเป็นเพิ่มเติมมีประสิทธิภาพเนื่องจากการขยายตัวอย่างรวดเร็วของความรู้ใน elucidatingอณูชีววิทยาของมะเร็งและความสมบูรณ์ข้อมูลลำดับของ genomes มนุษย์ รักษาแบบมุ่งเป้าเป็นหนึ่งของแก้ล่าสุดเพื่อลดผลข้างเคียง และปรับปรุงประสิทธิภาพในการรักษามะเร็ง โดยการพัฒนาเป้าหมายยาเสพติดจะมีอิทธิพลต่อการกระทำหรือกิจกรรมของทางเดินสัญญาณเฉพาะ หรือส่งยีนบำบัดเป็น chromosomes ของเซลล์มะเร็งเพื่อควบคุม หรือแทนยีนผิดปกติ [1]ถึงแม้ว่ายีนบำบัดได้รับการพิสูจน์เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการการรักษาโรคมะเร็ง [2], มันเป็นเรื่องยากรับพอ effi-ciency โดยใช้ DNA เปลือยเนื่องจากการถ่ายโอนยีนในเซลล์ eukaryoticมีหลายขั้นตอน ที่เปลือยดีเอ็นเอสามารถถูกต้องดังนั้น การพัฒนาของ DNAdelivery ที่ปลอดภัย มีประสิทธิภาพ และการเวกเตอร์สำหรับการขนส่งยีนไปยังเซลล์เฉพาะที่เหมาะสม หรือเนื้อเยื่อ ที่พวกเขาสามารถแทนยีนที่บกพร่อง และสามารถแปลเป็นโปรตีนต้อง เป็นหนึ่งในกลยุทธ์สำคัญในยีนที่ทันสมัยบำบัด ไคโตซานได้รับการพิจารณาให้ ผู้ขนส่งยีนอาจเกิดขึ้นเนื่องจากมันเหมาะแก่การ biomaterial ชีวภาพ สลาย และ lowtoxic ด้วยค่าธรรมเนียมสูง cationic อย่างไรก็ตาม ต่ำ speci-ficity และประสิทธิภาพ transfection ที่ต่ำสุดของไคโตซาน end-use ของบล็อกในยีน โชคดี ไคโตซานมีหลายฟังก์ชันอะมิโนกลุ่มตามแนวของแกนหลัก ซึ่งทำให้ง่ายต่อการผลิตต่าง ๆอนุพันธ์ไคโตซาน มีคุณสมบัติเฉพาะทางเคมีแก้ไข [3]อิมิดาโซลเป็น moiety หน้าที่ชื่อโมเลกุลชีวภาพต่าง ๆ (เช่นhistidine), และจดทะเบียนของอิมิดาโซลถึงชนิดเวกเตอร์สามารถปรับปรุงการ transfection biocompatibility และยีนประสิทธิภาพ [4] อิมิดาโซล – ไคโตซาน (EICS) เตรียมผ่านEDC(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide) เคมีการพัฒนา [5], และใช้ในการส่งรบกวนเล็ก ๆอาร์เอ็นเอ (ซีอาร์เอ็นเอ) สำหรับผู้ป่วยเป็นโรคปอด [6] และยีนในระบบประสาท [7] อย่างไรก็ตาม ละลายน้ำไม่ดีของ EICSที่ pH สรีรวิทยาจำกัดของการใช้ยีนบำบัด การทำงานกลุ่มของฐานองท์ชิฟฟ์เป็น endosomal pH สำคัญ [8], และสารประกอบที่ประกอบด้วยฐานองท์ชิฟฟ์มีส่วนเกี่ยวข้องในชีวเคมีกระบวนการ พัฒนายาเสพติด และผู้ที่ทำงานการออกแบบ [9] เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ transfection ยีนและละลายในน้ำของ EICS กลยุทธ์ใหม่เพื่อส่งเสริม endoplasmicยีนขนส่งและนิวเคลียสดูดซับตาม intracellularตอบสนองสภาพแวดล้อมได้รับการพัฒนา [10]ควรจะจัดส่งสัญญายีนเวกเตอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพถ่ายทอดยีนไปเนื้อเยื่อเป้าหมายที่เฉพาะเจาะจง มีความเป็นพิษน้อยที่สุด ที่สามารถ internalization เซลล์ของ polyplexes ยีน/เวกเตอร์ผ่าน endocytosisสามารถเพิ่ม โดยการแนะนำเฉพาะเซลล์หรือเนื้อเยื่อเป้าหมาย ligandsการยีนสาย [11] ในวิธีการนี้ โดยทั่วไปกำหนดเป้าหมาย biomacromoleculesแอนตี้ ฮอร์โมน เปปไทด์ และ กรดโฟลิคมีการใช้การจดจำเซลล์มะเร็ง [12] ในหมู่พวกเขา folicกรด (FA) เป็นแพง ง่ายต่อการ conjugate และมีเสถียรภาพมากขึ้นในระหว่างหลักสูตรของการขนส่ง จัดเก็บ และการใช้ แตกต่างจากอื่น ๆ ligands โฟเลตจะไม่ immunogenic เป็นตัวรับโฟเลตรู้จักที่จะแสดงมากเกินไปบนผิวของเซลล์มะเร็งในกรณีของ epithelial malignancies รวมทั้ง: รังไข่ ลำไส้และมะเร็งเต้านม ดูดซับเซลล์ของโฟเลต – ยา conjugates หรือnanocarriers โฟกลวงตาม mediated ตัวรับโฟเลตendocytosis [13,14]ในการศึกษานี้ มะเร็งใหม่เป้าหมาย และ endosomalpH ตอบสนองส่งระบบ กรดโฟลิคองท์ชิฟฟ์ฐานเชื่อมโยงอิมิดาโซล – ไคโตซาน (FA-SLICS), ออกแบบ และพัฒนาโดยแบบสองขั้นตอนชีวภาพ conjugation วิธี (แผน 1) PKa ของตัวองท์ชิฟฟ์ฐาน (N C) กำลัง 10.6 – 16.0 ที่ 25 ◦C และจะได้อย่างครบครันprotonated ที่ pH สรีรวิทยา [15], ซึ่งผลในการปรับปรุงของการเปรียบเทียบกับ EICS ละลายน้ำ เป็น FA SLICSความไวต่อค่า pH เนื่องจากของลับของ pH องท์ชิฟฟ์ฐาน moietiesและแหวนอิมิดาโซล จึงปล่อยของยีนโหลดถูกควบคุม โดย endosomal microenvironment นอกจากนี้ ครบกำหนดไปฟังก์ชันเป้าหมายของกรดโฟลิค FA-SLICS ถูกต้องโดยเฉพาะจัดส่งดีเอ็นเอในเซลล์เนื้องอก ดีเอ็นเอผูกและป้องกันความแคเธอรีนซีตาศักยภาพ cytotoxicity เซลล์ โหลดยีนควบคุม pH และปล่อยประสิทธิภาพ และดีเอ็นเอมีประสิทธิภาพ transfection ของ FA-SLICSมีระบบตรวจสอบ ข้อมูลบ่งชี้ที่ FA-SLICSสามารถใช้ปลอดภัย และมีประสิทธิภาพดีเอ็นเอผู้ขนส่งในโรคการรักษาด้วยยีน
การแปล กรุณารอสักครู่..
