自己組織化リポソーム/ε-ペプチド/DNAナノ粒子の生物物理学的特性と超分子構造：遺伝子送達との相関

固相合成を使用して、リジンは、ペプチドカルボキシレートとε-アミノ基の反応によりオリゴマー化して、非毒性の生分解性カチオン性ペプチドであるε-オリゴ（L-リジン）を産生できます。ここでは、側鎖にアルギニンとヒスチジンを含むそのようなε-オリゴ（L-リジン）のα置換誘導体を、in vitro遺伝子送達のベクターとしてテストしました。ε-オリゴリシンとカチオン性脂質ドタップおよびプラスミドDNAの組み合わせは、細胞毒性の有意な増加なしに、ドタップ単独の効率を超えるトランスフェクション効率をもたらしました。シンクロトロン小角X線散乱研究により、ドタップ、ε-オリゴリシン、およびDNAの秩序化されたラメラ複合体の自己組織化が明らかになりました。ナノ粒子の高いトランスフェクション効率は、ZETA電位の増加+20 mVと相関しており、粒子サイズは500 nm未満である必要があります。遺伝子送達における分岐ε-オリゴリシンとドタップの相乗効果は、表面電荷の増加とドタップ/ε-オリゴリシン/DNAナノ粒子の超分子構造によって説明できます。

Using solid-phase synthesis, lysine can be oligomerized by a reaction of the peptide carboxylate with the ε-amino group to produce nontoxic, biodegradable cationic peptides, ε-oligo(L-lysines). Here α-substituted derivatives of such ε-oligo(L-lysines) containing arginine and histidine in the side chain were tested as vectors for in vitro gene delivery. Combination of ε-oligolysines with the cationic lipid DOTAP and plasmid DNA resulted in transfection efficiency exceeding that of DOTAP alone, without significant increase in cytotoxicity. Synchrotron small-angle X-ray scattering studies revealed self-assembly of the DOTAP, ε-oligolysines, and DNA to ordered lamellar complexes. High transfection efficiency of the nanoparticles correlates with increase in zeta potential above +20 mV and requires particle size to be below 500 nm. The synergistic effect of branched ε-oligolysines and DOTAP in gene delivery can be explained by the increase in surface charge and by the supramolecular structure of the DOTAP/ε-oligolysine/DNA nanoparticles.