Enhanced gene transfection and induction of apoptosis in melanoma cells by branched poly(β-amino ester)s with uniformly distributed branching units

转染 支化(高分子化学) 遗传增强 细胞凋亡 基因传递 化学 细胞毒性 基因 阳离子脂质体 低聚物 细胞 黑色素瘤 分子生物学 DNA 癌症研究 生物 生物化学 体外 有机化学
作者
Zhaowei Chu,Zhili Li,Haiyang Yong,Delu Che,Bingjie Li,Cong Yan,Tong Zhou,Xi Wang,Yuqing Feng,Kun Guo,Songmei Geng
出处
期刊:Journal of Controlled Release [Elsevier BV]
卷期号:367: 197-208 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.jconrel.2024.01.026
摘要

Melanoma, one of the most devastating forms of skin cancer, currently lacks effective clinical treatments. Delivery of functional genes to modulate specific protein expression to induce melanoma cell apoptosis could be a promising therapeutic approach. However, transfecting melanoma cells using non-viral methods, particularly with cationic polymers, presents significant challenges. In this study, we synthesized three branched poly(β-amino ester)s (HPAEs) with evenly distributed branching units but varying space lengths through a two-step “oligomer combination” strategy. The unique topological structure enables HPAEs to condense DNA to form nano-sized polyplexes with favorable physiochemical properties. Notably, HPAEs, especially HPAE-2 with intermediate branching unit space length, demonstrated significantly higher gene transfection efficiency than the leading commercial gene transfection reagent, jetPRIME, in human melanoma cells. Furthermore, HPAE-2 efficiently delivered the Bax-encoding plasmid into melanoma cells, leading to a pronounced pro-apoptotic effect without causing noticeable cytotoxicity. This study establishes a potent non-viral platform for gene transfection of melanoma cells by harnessing the distribution of branching units, paving the way for potential clinical applications of gene therapy in melanoma treatment.
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