《Microchemical Journal》：G-C
3N
4/Zr-TCPE nanocomposites with enhanced electrochemiluminescence stability for tobramycin sensing in milk
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銀納米顆粒（AgNPs）因其可調大小、高表面反應性、生物相容性和抗菌活性，成為基因治療的多功能載體，可通過陽離子聚合物增強核酸結合與遞送效率，但需解決細胞毒性、氧化應激和組織積累等挑戰(zhàn)。摘要：
Jisan Ahamed|Suruchi Khanna|Ayesha Siddiqua|Shadma Wahab|Garima Gupta|Khang Wen Goh|Prashant Kesharwani
印度新德里110062，Jamia Hamdard藥學教育與研究學院藥學系
摘要
銀納米粒子（AgNPs）由于其可調的大小、高表面反應性、生物相容性和固有的抗菌活性，已成為多功能納米載體，在基因治療中展現出廣闊的應用前景。與傳統(tǒng)病毒載體不同，AgNPs可以很容易地與聚乙烯亞胺或殼聚糖等陽離子聚合物結合，以增強核酸結合能力，保護載荷免受降解，并通過內吞作用促進細胞攝取。本文綜述了基于AgNPs的基因遞送系統(tǒng)的最新進展，包括其合成方法、表面修飾機制和作用原理。其主要優(yōu)勢包括可擴展的生產規(guī)模、高轉染效率以及與CRISPR-Cas9等前沿基因編輯工具的兼容性。然而，仍存在一些挑戰(zhàn)，尤其是在尺寸依賴性的細胞毒性、氧化應激和組織積累方面。PEG化及聚合物功能化等策略在提高安全性和藥代動力學方面顯示出潛力。本文強調了制定標準化合成方案、進行體內生物分布研究以及長期安全性評估的必要性，以便將基于AgNPs的基因遞送技術轉化為臨床實踐。
引言
基因遞送技術有潛力通過為遺傳性疾病、癌癥和傳染病提供靶向治療來徹底改變醫(yī)學領域。截至2021年9月，美國和歐洲市場已批準了二十多種基因治療產品，證明了其在多種疾病（包括腫瘤和遺傳性疾病）中的有效性。用于基因遞送的方法包括電穿孔、微注射、病毒載體系統(tǒng)以及各種轉染技術，每種方法都有其獨特的機制和針對特定治療需求的應用[1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6]。
納米載體在基因治療中發(fā)揮著關鍵作用，它們能夠將遺傳物質靶向輸送到細胞內，并防止其被酶降解[7]、[8]、[9]、[10]、[11]。與傳統(tǒng)遞送系統(tǒng)相比，納米載體具有多種優(yōu)勢，如提高治療效果、降低細胞毒性以及提高對目標細胞或組織的特異性[12]、[13]、[14]、[15]。
基因遞送系統(tǒng)主要分為兩大類：病毒載體和非病毒載體。在載體設計過程中，涉及復制和致病性的關鍵病毒基因要么被切除，要么被放置在輔助質粒上，以確保最終治療載體顆粒中不含這些基因。這些病毒基因被替換為包含啟動子、治療基因及必要調控元件的轉基因盒，同時符合相應病毒載體的包裝要求[16]。這些系統(tǒng)利用病毒高效地靶向宿主細胞，從而提高基因治療和編輯策略的精確度和有效性。相比之下，非病毒載體包括脂質體、聚合物納米粒子和樹狀大分子等多種合成平臺[17]、[18]、[19]、[20]、[21]、[22]、[23]、[24]。這些載體可以通過結合特定配體進行精細定制，從而提高靶向效果和特異性。此外，納米載體還能增強疏水性藥物的溶解度和吸收性，改善藥物穩(wěn)定性，實現可控釋放，延長藥物在體內的循環(huán)時間，從而更精確地調控基因表達并減少脫靶效應[25]。
在腫瘤學應用中，這種定制使得納米載體能夠優(yōu)先在腫瘤細胞中積累，從而最大化治療效果，同時減少對健康組織的不良影響[26]。此外，納米載體還可以同時遞送多個治療基因或藥物，實現更全面的基因治療。這些納米載體還可以被設計為在特定刺激（如pH值或溫度變化）下釋放載荷，從而提高藥物遞送的精準性[27]。
盡管基于納米粒子的療法取得了顯著進展，但仍存在一些挑戰(zhàn)，如毒性、與生物組織的相容性、免疫原性以及應對監(jiān)管框架的問題。本文探討了AgNPs在診斷、成像和治療干預中的作用，并提出了未來發(fā)展方向，以提升納米粒子介導的療法的臨床效果。
銀納米粒子
金屬納米粒子，尤其是銀和金，因其獨特的物理化學性質及其相對簡單的功能化方式而在生物醫(yī)學領域受到了廣泛關注[28]。這些特性使它們成為先進藥物遞送系統(tǒng)的理想候選者。預計從2025年到2034年，AgNPs市場的復合年增長率將達到11.7%[29]。這一增長趨勢主要得益于
AgNPs的功能化與表面修飾
AgNPs可以通過多種方法合成，如化學還原、綠色合成、光化學合成和微波輔助合成。表1列出了用于AgNPs合成的前體材料。合成過程中，溫度和pH值對AgNPs的大小有顯著影響。較高溫度通常通過加速成核速率促進更小顆粒的形成。關于pH值，中性至微酸性條件（pH 3–7）
AgNPs介導的基因遞送途徑
AgNPs主要通過能量依賴的內吞作用被細胞攝取，這一過程受納米粒子大小、表面電荷和功能化的影響，從而引發(fā)復雜的細胞內轉運過程，最終實現有效的基因遞送。AgNPs的小尺寸和較大的表面積有助于其高效穿過細胞膜進入細胞質。
細胞通過被動擴散或內吞作用攝取AgNPs
銀納米粒子-siRNA方法
小干擾RNA（siRNAs）是短鏈核苷酸序列，在轉錄后基因調控中起關鍵作用，通過抑制蛋白質合成發(fā)揮作用。siRNAs與mRNAs結合后導致其降解。這種作用機制涉及與mRNAs上的互補序列結合，進而沉默特定基因。銀納米粒子載體的挑戰(zhàn)
AgNPs因其無毒性和生物相容性而受到重視，這使它們能夠在長時間內保持結構完整性——這是實現有效和持續(xù)基因遞送的重要特性。AgNPs較高的表面積與體積比顯著提高了其基因裝載能力和細胞遞送效率。然而，其應用的一個主要限制是它們容易聚集，這可能對其遞送效果產生不利影響結論與未來方向
銀納米粒子在基因遞送領域的未來發(fā)展將得益于跨學科創(chuàng)新。當前的研究致力于開發(fā)能夠將AgNPs與金、石墨烯或脂質基載體等不同納米材料結合的先進納米粒子。這將有助于開發(fā)出更高效的基因遞送系統(tǒng)。同時，也在探索AgNPs作為各種基因編輯工具載體的應用潛力
作者貢獻
Jisan Ahamed、Suruchi Khanna、Ayesha Siddiqua、Shadma Wahab和Khang Wen Goh撰寫了本文。Prashant Kesharwani負責概念構思、校對和最終版本的修訂。CRediT作者貢獻聲明
Jisan Ahamed：撰寫——初稿。Suruchi Khanna：撰寫——初稿。Ayesha Siddiqua：撰寫——初稿。Shadma Wahab：撰寫——初稿。Garima Gupta：撰寫——初稿。Khang Wen Goh：撰寫——初稿。Prashant Kesharwani：撰寫——審稿與編輯、監(jiān)督、概念構思。利益沖突聲明
作者聲明沒有已知的可能影響本文研究的財務利益或個人關系。致謝
作者感謝King Khalid大學研究與發(fā)展辦公室通過項目編號（RGP2/162/45）提供的資金支持。
