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Effect of molecular weight of polysaccharide on efficient plasmid DNA delivery by polyethylenimine-polysaccharide-Fe(III) complexes
Journal of Applied Polymer Science ( IF 2.7 ) Pub Date : 2022-08-22 , DOI: 10.1002/app.53047 Liang Liu 1 , Zhaojun Yang 1 , Chaobing Liu 1 , Mengying Wang 1 , Yiran Chen 1
Journal of Applied Polymer Science ( IF 2.7 ) Pub Date : 2022-08-22 , DOI: 10.1002/app.53047 Liang Liu 1 , Zhaojun Yang 1 , Chaobing Liu 1 , Mengying Wang 1 , Yiran Chen 1
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Polyethylenimine (PEI) is considered as the gold standard for evaluating non-viral gene vectors due to its proton sponge effect and high transfection efficiency. However, its cytotoxicity limits its application. Rice bran polysaccharide (RBP) is rich in nature and beneficial for preparation of biodegradable biomaterials. In this work, three PEI modified RBP-Fe complexes (PIP-1, PIP-2, and PIP-3) were prepared based on RBP with different molecular weight (Mw). Then the potential of PIP complexes for plasmid DNA (pDNA) delivery and the influence of Mw was studied. PIP complexes showed better safety and higher gene transfection efficiency than PEI. PIP-1 was prepared by RBP with lower Mw and could formed PIP-1/pDNA nanoparticle with lower particle size which exhibited higher gene transfection efficiency than other PIP complexes prepared by RBP with higher Mw. The results indicate that the PIP/pDNA complex exhibits a multi-pathway cellular uptake mechanism. Clathrin dependent and caveolin dependent endocytosis and macropinocytosis were involved in the cellular uptake process of PIP/pDNA complex. It is hoped that this study can provide useful enlightenment for the research and development of gene vector based on polysaccharide.
中文翻译：
多糖分子量对聚乙烯亚胺-多糖-Fe(III)复合物有效递送质粒DNA的影响
聚乙烯亚胺 (PEI) 因其质子海绵效应和高转染效率而被认为是评估非病毒基因载体的金标准。然而，其细胞毒性限制了其应用。米糠多糖（RBP）的性质很丰富，有利于制备可生物降解的生物材料。在这项工作中，基于 RBP 制备了三种 PEI 修饰的 RBP-Fe 配合物（PIP-1、PIP-2 和 PIP-3），具有不同的分子量（M w）。然后研究了用于质粒 DNA (pDNA) 递送的 PIP 复合物的潜力和M w的影响。PIP复合物显示出比PEI更好的安全性和更高的基因转染效率。PIP-1 由 RBP 制备，具有较低的M w并且可以形成粒径较小的PIP-1/pDNA纳米颗粒，其基因转染效率高于RBP制备的其他具有较高M w的PIP复合物。结果表明PIP/pDNA复合物表现出多途径细胞摄取机制。网格蛋白依赖性和小窝蛋白依赖性内吞作用和巨胞饮作用参与了 PIP/pDNA 复合物的细胞摄取过程。希望本研究能为基于多糖的基因载体的研发提供有益的启示。
更新日期：2022-08-22
中文翻译：
多糖分子量对聚乙烯亚胺-多糖-Fe(III)复合物有效递送质粒DNA的影响
聚乙烯亚胺 (PEI) 因其质子海绵效应和高转染效率而被认为是评估非病毒基因载体的金标准。然而，其细胞毒性限制了其应用。米糠多糖（RBP）的性质很丰富，有利于制备可生物降解的生物材料。在这项工作中，基于 RBP 制备了三种 PEI 修饰的 RBP-Fe 配合物（PIP-1、PIP-2 和 PIP-3），具有不同的分子量（M w）。然后研究了用于质粒 DNA (pDNA) 递送的 PIP 复合物的潜力和M w的影响。PIP复合物显示出比PEI更好的安全性和更高的基因转染效率。PIP-1 由 RBP 制备，具有较低的M w并且可以形成粒径较小的PIP-1/pDNA纳米颗粒，其基因转染效率高于RBP制备的其他具有较高M w的PIP复合物。结果表明PIP/pDNA复合物表现出多途径细胞摄取机制。网格蛋白依赖性和小窝蛋白依赖性内吞作用和巨胞饮作用参与了 PIP/pDNA 复合物的细胞摄取过程。希望本研究能为基于多糖的基因载体的研发提供有益的启示。
京公网安备 11010802027423号