Nat Commun：氟化修饰方法实现高效安全的基因转染
华东师范大学生命科学学院、上海市调控生物学重点实验室程义云教授课题组的最新成果近期在线发表于Nature子刊《Nature Communications》 ，该成果提出的氟化修饰方法为高分子基因载体的设计提供了一个全新的思路。
程义云教授(右)与该成果第一作者博士生王铭明在实验室
基因载体的转染效率与细胞毒性
基因治疗(gene therapy)是现代医学和分子生物学相结合而诞生的新技术，利用分子生物学方法将目标基因通过载体导入患者体内，使之表达成目标蛋白，从而使疾病得到治疗。据程义云教授介绍，当前临床基因治疗的主要挑战在于缺乏高效、安全的基因载体，“基因载体的主要评价标准在于转染效率与细胞毒性”，即实现“高效与低毒”。
当前临床基因治疗采用的载体主要是病毒类载体，这类载体能实现高效基因转染。但是，病毒类载体存在免疫原性、遗传毒性等安全问题，无法大规模制备，且转染大尺寸核酸时效率较低。非病毒类载体尤其是人工合成的高分子载体，具有更好的安全性，易于大规模制备，尤其是结构上能够通过多功能修饰实现对特异细胞的选择性输送，近年来成为基因治疗领域的研究热点，而实现高分子载体的高效转染则是需要突破的关键问题。
共同第一作者博士生刘红梅进行细胞转染实验
氟化修饰的高分子材料具有神奇特性
当前，市场上20%-25%的合成药物含有氟。这是因为，氟化修饰能够有效提高这些药物的代谢稳定性以及药物活性。氟化修饰还可提高蛋白质的稳定性且不影响其结构和生物学功能。另外，表面氟化修饰对生物材料的生物相容性影响很小，甚至能增加细胞在生物材料表面的粘附和增殖。这些独特的理化特征赋予了氟化修饰的生物材料具有一些意想不到的新功能。
程义云教授课题组研究发现，七氟丁酸修饰的阳离子树形高分子能够在多种细胞中实现90%以上的转染效率。更为神奇的是，这类材料在非常低的正电荷密度条件下即可以实现高效转染，可在最大程度上降低阳离子树形高分子对细胞的毒性。由于含氟有机化合物的化学惰性，七氟丁酸修饰的树形高分子具有良好的血清抗性，在50%的血清中依然具有高的转染效率。通过该方法制备的材料在基因转染试剂和临床基因治疗领域具有重要的应用前景，据悉目前已有多家公司有意就本项技术与该课题组展开合作。
该课题由程义云课题组的博士研究生王铭明和刘红梅合作完成。研究工作得到了国家自然科学基金优秀青年基金、面上项目，上海市启明星计划，以及教育部新世纪优秀人才计划等项目的经费支持。
