ゼラチンベースのエレクトロスピンナノファイバーは、プラスミドDNA送達のために西洋ワラディッシュペルオキシダーゼを使用して架橋しました

核酸の送達は、組織工学と遺伝子治療に不可欠です。ただし、全身および局所注射によるDNA/RNA送達を含む現在のアプローチは、クリアランス、オフターゲット分布、組織損傷などの問題に直面しています。この研究では、西洋ワラディッシュペルオキシダーゼ（HRP）媒介不溶化を介して得られたゼラチンエレクトロスピンナノファイバーを使用したプラスミドDNA（PDNA）送達を報告します。ナノファイバーは、フェノールヒドロキシル（pH）部分（ゼラチン-PH）とHRPを所持するゼラチンを含む水溶液の電気脊髄を介して得られ、その後のHRP媒介クロスリンクは16 ppm H2O2を含む空気に曝露することによりpH部分を30分間30分間含む空気にさらします。。次に、PDNA複合体を含む溶液に浸漬することにより、リポフェクタミン/pDNA複合体をナノファイバーに固定化し、pDNAのトランスフェクションと持続的な送達をもたらしました。得られたナノファイバーで培養された細胞は、Cas9タンパク質とガイドRNA（GRNA）を含むゲノム編集分子を発現し、標的遺伝子ノックインとノックアウトをもたらしました。これらの結果は、ゲノム編集による遺伝子治療および組織再生のためのエレクトロスピニングおよびその後のHRP媒介架橋を介して得られたゼラチン-PHナノファイバーの可能性を実証しました。

The delivery of nucleic acids is indispensable for tissue engineering and gene therapy. However, the current approaches involving DNA/RNA delivery by systemic and local injections face issues such as clearance, off-target distribution, and tissue damage. In this study, we report plasmid DNA (pDNA) delivery using gelatin electrospun nanofibers obtained through horseradish peroxidase (HRP)-mediated insolubilization. The nanofibers were obtained through the electrospinning of an aqueous solution containing gelatin possessing phenolic hydroxyl (Ph) moieties (Gelatin-Ph) and HRP with subsequent HRP-mediated cross-linking of the Ph moieties by exposure to air containing 16 ppm H2O2 for 30 min. Then, Lipofectamine/pDNA complexes were immobilized on the nanofibers through immersion in the solution containing the pDNA complexes, resulting in transfection and sustained delivery of pDNA. Cells cultured on the resultant nanofibers expressed genome-editing molecules including Cas9 protein and guide RNA (gRNA), resulting in targeted gene knock-in and knock-out. These results demonstrated the potential of Gelatin-Ph nanofibers obtained through electrospinning and subsequent HRP-mediated cross-linking for gene therapy and tissue regeneration by genome editing.