チタンインプラントにsiRNAをロードするための非ウイルスベクターと主な方法とその応用

The non-viral vectors and main methods of loading siRNA onto the titanium implants and their application.

• Liangrui Chen
• Mingxuan Bai
• Ruiyu Du
• Hao Wang
• Yi Deng
• Anqi Xiao
• Xueqi Gan

抄録

チタンインプラントの表面をsiRNAで修飾することは、インプラントのオッセオインテグレーションを向上させるために非常に効率的です。siRNA機能化されたインプラントが生物学的機能を発揮するためには、インプラント表面にsiRNAをロードすることが重要な要素となります。siRNAのインプラントへの直接結合は、siRNAの結合・放出率が低いため、通常はベクターを介在させる必要があります。非ウイルス性ベクターには、高分子ベクター、非物質媒介型ベクター、脂質ベースベクターなどがあり、siRNAを送達するために一般的に使用されています。また、単純な物理吸着法、層ごとの組み立て法、電着法の3つの主要な担持法についてもまとめています。それぞれの方法の簡単な紹介、基本原理、一般的な手順が含まれています。また、これら3つの方法の負荷効率は、定性及び定量的に測定可能であり、遺伝子ノックダウン効率、細胞毒性アッセイ、骨形成能と合わせて比較している。また、骨形成への応用例も多数記載されています。

Surface modification of titanium implants by siRNA is quite efficient for improving implant osseointegration. Loading siRNA onto their surface is a crucial factor for siRNA-functionalized implants to realize their biological function. Direct binding of siRNA to implants has low siRNA binding and releasing rate, so usually it needs to be mediated by vectors. Polymeric, nonmaterial-mediated and lipid-based vectors are types of non-viral vectors which are commonly used for delivering siRNA. Three major methods of loading process, namely simple physical adsorption, layer-by-layer assembly and electrodeposition, are also summarized. A brief introduction, the basic principle and the general procedure of each method are included. The loading efficiency, which can be measured both qualitatively and quantitatively, together with gene knockdown efficiency, cytotoxicity assay and osteogenesis of the three methods are compared. A good many applications in osteogenesis have also been described in this review.