Polym Advan Technol：一种新型聚合物化合物可将质粒DNA高效导入漂浮的T细胞中，为构建新一代CAR-T细胞铺平道路

在一项新的研究中，来自日本东京都立大学的研究人员发现了一种新型聚合物，它能在嵌合抗原受体（CAR）T 细胞（CAR-T）疗法（一种治疗血癌的关键细胞疗法）中有效地将质粒 DNA 运送到 T 细胞中。重要的是，它能将基因送入漂浮的T细胞中，而不仅仅是固定在表面的T细胞。它稳定、无毒，而且不使用病毒。它优于被视为该领域黄金标准的聚离子化合物，从而为新疗法铺平了道路。相关研究结果近期发表在Polymers for Advanced Technologies期刊上，论文标题为“Synthesis of guanidinium-dendrimer-type pDNA carriers for gene delivery into floating blood cells”。

T 细胞是一种白细胞，它们能帮助我们的免疫系统对抗病原菌，保护我们免受疾病侵袭。近期，有一种技术可以帮助重编程 T 细胞来对抗癌症。CAR-T 细胞疗法的工作原理是将新基因导入 T 细胞；这些新的基因有助于在T细胞表面表达可与癌细胞结合的受体，从而有效地使癌细胞成为我们自身免疫系统的主要作用靶标。

这一过程的关键步骤是有效地将基因蓝图 DNA 导入患者的 T 细胞中，这一过程被称为体外转染。许多方法都使用病毒，因为病毒天生擅长递送基因。然而，这也有其自身的问题，因为病毒本身存在安全隐患，而且我们的免疫系统可能会直接攻击病毒。因此，科学家们转而采用其他方法，特别是聚离子复合物（polyion complex, PIC），这种大型聚合物结构能与 DNA 结合，并帮助将它带入 T 细胞。然而，众所周知，PIC只能将基因带入表面固定的 T 细胞，而不能带入像在正常样本中那样四处漂浮的T细胞。

在这项新的研究中，东京都立大学Shoichiro Asayama教授领导的一个研究小组构建出了一种新型聚合物化合物，它能有效地将质粒 DNA送入漂浮的 T 细胞。他们使用了树枝状聚合物（dendrimer），这种大型聚合物具有类似毛球的分支结构。

具体来说，他们使用了第二代聚酰胺胺（PAMAM-G2）；这里的第二代指的是从中心结构向外形成新枝的次数。在对这些分支末端进行修改的实验中，他们发现可以实现质粒 DNA与 PAMAM-G2 的一系列结合行为。

图片来自Polymers for Advanced Technologies, 2023, doi:10.1002/pat.6136。

这些作者特别发现，将 PAMAM-G2 分支末端特定比例的伯胺基团替换为高碱性胍（Gu）基团后，PAMAM-G2 成为质粒 DNA的绝佳载体。PAMAM-G2-Gu 带有很高的电荷，而且大小适合于巨胞饮作用（macropinocytosis），这是细胞“吞食”和吸收外界物质的一种常见机制。

有了正确的配方，这种新型聚合物化合物在血浆中也是无毒和稳定的。最重要的是，在对浮游 T 细胞的测试中，PAMAM-G2-Gu(53)（53% 被胍取代）的性能明显优于支链聚乙烯亚胺（bPEI），后者是基因转染的黄金标准 PIC。

考虑到它们的低毒性和出色的载体特性，这些作者相信他们找到了用于下一代 CAR-T 细胞疗法中体内外转染的可行候选物，而CAR-T 细胞疗法正是多种危及生命的疾病患者的重要治疗选择。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1. Ryoto Kon et al. Synthesis of guanidinium‐dendrimer‐type pDNA carriers for gene delivery into floating blood cells. Polymers for Advanced Technologies, 2023, doi:10.1002/pat.6136.

2. Hairy polymer balls help get genetic blueprints inside T-cells for blood cancer therapy
https://www.eurekalert.org/news-releases/1002859