编辑推荐：
本文聚焦基因递送中阳离子聚合物的毒性挑战，报道了一类通过PET-RAFT聚合技术引入可降解主链的新型阳离子共聚物。研究证实，该体系在低N/P比下可实现高达10倍的转染效率提升（以GFP质粒在U-2 OS细胞中验证），同时保持优异的细胞活性，为开发高效低毒的基因治疗载体提供了新思路。
引言
基因治疗为遗传性疾病、神经退行性疾病、心血管疾病及癌症等提供了极具前景的治疗替代方案，但核酸药物在体内易受核酸酶降解、膜通透性差且稳定性低，因此需要安全高效的递送载体。阳离子聚合物作为非病毒载体，因其结构可控、易于合成等优势备受关注，但其高电荷密度与非降解特性常导致细胞毒性，限制了临床应用。为平衡转染效率与生物相容性，开发可降解的阳离子聚合物体系成为关键研究方向。
材料与方法
研究采用光诱导电子/能量转移可逆加成-断裂链转移（PET-RAFT）聚合技术，将大环烯丙基硫醚单体（Cyc1）与阳离子单体2-氨基乙基甲基丙烯酰胺（AEMAm）、亲水单体2-羟乙基甲基丙烯酸酯（HEMA）共聚，构建主链含可降解酯键的阳离子共聚物库。通过调整Cyc1投料比（0?%–10?%），可精确调控聚合物的降解性能。利用1H NMR监测聚合动力学，尺寸排阻色谱（SEC）评估化学与酶促降解行为。以绿色荧光蛋白（GFP）编码的质粒pMAX_GFP为模型基因，与共聚物通过静电作用形成聚电解质复合物（polyplex），在U-2 OS细胞系中评估转染效率（GFP阳性细胞计数）与细胞毒性（CCK-8法及Hoechst染色）。实验设置不同胺/磷酸盐（N/P）比例（5、10、20），并以商用转染试剂PEIpro为对照。
结果与讨论
- 1.
可降解聚合物的构建与降解性能验证
将Cyc1单体通过rROCCP策略引入聚（DMA）主链，成功在聚合物中嵌入可水解的酯键。SEC分析显示，含酯键的共聚物在碱性条件（50?mM?NH4OH）下30?分钟内发生显著链断裂（Mn从44.6?kDa降至10.2?kDa），而无酯键的均聚物则保持稳定。在模拟溶酶体环境的酯酶（猪肝酯酶，PLE）作用下，含酯键共聚物在48?小时内逐步降解，表明其具备酶响应性降解潜力，适于在细胞内释放基因载荷。
- 2.
可降解阳离子共聚物的合成与表征
PET-RAFT聚合实现了AEMAm、HEMA与Cyc1的可控共聚，动力学研究表明Cyc1在整个聚合过程中持续转化，确保降解单元沿主链均匀分布。随着Cyc1投料比增加（0?%–10?%），聚合物主链中可降解序列频率线性上升，且降解后片段尺寸更小，证实降解度可通过单体投料灵活调节。
- 3.
聚复合物形成与转染效率
所有含Cyc1的共聚物均能高效压缩pDNA形成粒径均一的polyplex。转染实验显示，在低N/P比（如5）下，含7.5?%与10?%?Cyc1的polyplex转染效率较非降解对照提升约10倍，GFP阳性细胞数量显著增加。当N/P比升高至20，转染效率普遍下降，可能与高聚合物浓度引发的毒性有关。
- 4.
细胞毒性评估
CCK-8与细胞计数结果显示，在N/P比为5时，含5?%?Cyc1的polyplex未引起明显细胞死亡，甚至促进细胞增殖；而含7.5?%与10?%?Cyc1的polyplex在N/P比为10时虽转染效率高，但细胞死亡率近70?%。高N/P比（20）下所有polyplex均导致70?%–80?%细胞死亡。值得强调的是，在最优条件（N/P?=?5，Cyc1?≥?7.5?%）下，可降解polyplex在实现高效转染的同时，细胞存活率接近100?%，显著优于PEIpro（75?%存活率）。这一现象表明，适度降解性可在提升基因释放效率的同时，通过降低聚合物积累减轻毒性，但过量疏水性Cyc1可能在高浓度时加剧毒副作用。
结论
本研究成功将可降解酯键通过rROCCP策略引入阳离子RAFT共聚物主链，构建了一系列降解度可调的基因递送载体。该体系在低N/P比下展现出卓越的转染效率与生物相容性，尤其以含7.5?%–10?%?Cyc1的polyplex性能最佳。降解性可能促进polyplex在胞内溶酶体环境中的解离，从而提升基因释放效率。这项工作为设计高效、低毒的合成基因递送系统提供了新思路，凸显了主链可降解聚合物在基因治疗领域的应用潜力。
