Synthetic siRNA technology has emerged as a promising approach for molecular therapy of cancer but, despite its potential for post‐transcriptional gene silencing, there is an urgent need to develop efficient delivery systems particularly for difficult‐to‐transfect, anchorage‐independent cells. In this study, we designed highly hydrophobic cationic lipopolymers by grafting cholesterol (Chol) onto low‐molecular weight (0.6, 1.2, and 2.0 kDa) polyethylenimines (PEIs) to enable specific siRNA therapy to chronic myeloid leukemia (CML) cells. The siRNA binding by PEI‐Chol led to nano‐sized (100–200 nm diameter) polyplexes with enhanced ζ‐potential (+20 to +35 mV) and ability to protect the loaded siRNA completely in fresh serum. The siRNA delivery to CML (K562) cells was proportional to degree of substitution and, unexpectedly, inversely proportional to molecular size of the polymeric backbone. Chol grafting with as little as ~1.0 Chol/PEI on 0.6 and 1.2 kDa PEIs enabled silencing of the reporter Green Fluorescent Protein gene as well as the endogenous BCR‐Abl oncogene in K562 cells. The PEI‐Chol mediated delivery of siRNAs specific for BCR‐Abl and KSP genes significantly arrested the growth the cells which was significantly reflected in colony formation potency of K562 cells. BCR‐Able siRNA mediated therapeutic efficacy was also observed in significantly increased caspase activity and apoptosis of K562 cells. Thus, Chol‐grafted low‐molecular weight PEIs appear to be unique siRNA carriers to realize the molecular therapy in CML cells.

中文翻译：

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胆固醇接枝阳离子脂质聚合物：用于选择性慢性粒细胞白血病治疗的潜在 siRNA 载体。

合成 siRNA 技术已成为癌症分子治疗的一种有前途的方法，但尽管它具有转录后基因沉默的潜力，但仍迫切需要开发有效的递送系统，特别是对于难以转染、不依赖贴壁细胞的细胞。在这项研究中，我们通过将胆固醇 (Chol) 接枝到低分子量 (0.6、1.2 和 2.0 kDa) 聚乙烯亚胺 (PEI) 上来设计高度疏水的阳离子脂质聚合物，以实现对慢性粒细胞白血病 (CML) 细胞的特异性 siRNA 治疗。PEI-Chol 与 siRNA 的结合导致纳米级（100-200 nm 直径）复合物具有增强的 ζ 电位（+20 至 +35 mV），并且能够在新鲜血清中完全保护加载的 siRNA。siRNA 递送至 CML (K562) 细胞与取代程度成正比，并且出乎意料地，与聚合物骨架的分子大小成反比。在 0.6 和 1.2 kDa 的 PEI 上用低至约 1.0 Chol/PEI 的 Chol 移植使报告基因绿色荧光蛋白基因以及 K562 细胞中的内源性 BCR-Abl 癌基因沉默。PEI-Chol 介导的 BCR-Abl 和 KSP 基因特异性 siRNA 的传递显着阻止了细胞的生长，这在 K562 细胞的集落形成能力中得到了显着反映。在 K562 细胞的半胱天冬酶活性和细胞凋亡显着增加中也观察到 BCR-Able siRNA 介导的治疗效果。因此，Chol 接枝的低分子量 PEI 似乎是实现 CML 细胞分子治疗的独特 siRNA 载体。2 kDa PEI 能够沉默 K562 细胞中的报告基因绿色荧光蛋白基因以及内源性 BCR-Abl 癌基因。PEI-Chol 介导的 BCR-Abl 和 KSP 基因特异性 siRNA 的传递显着阻止了细胞的生长，这在 K562 细胞的集落形成能力中得到了显着反映。在 K562 细胞的半胱天冬酶活性和细胞凋亡显着增加中也观察到 BCR-Able siRNA 介导的治疗效果。因此，Chol 接枝的低分子量 PEI 似乎是实现 CML 细胞分子治疗的独特 siRNA 载体。2 kDa PEI 能够沉默 K562 细胞中的报告基因绿色荧光蛋白基因以及内源性 BCR-Abl 癌基因。PEI-Chol 介导的 BCR-Abl 和 KSP 基因特异性 siRNA 的传递显着阻止了细胞的生长，这在 K562 细胞的集落形成能力中得到了显着反映。在 K562 细胞的半胱天冬酶活性和细胞凋亡显着增加中也观察到 BCR-Able siRNA 介导的治疗效果。因此，Chol 接枝的低分子量 PEI 似乎是实现 CML 细胞分子治疗的独特 siRNA 载体。PEI-Chol 介导的 BCR-Abl 和 KSP 基因特异性 siRNA 的传递显着阻止了细胞的生长，这在 K562 细胞的集落形成能力中得到了显着反映。在 K562 细胞的半胱天冬酶活性和细胞凋亡显着增加中也观察到 BCR-Able siRNA 介导的治疗效果。因此，Chol 接枝的低分子量 PEI 似乎是实现 CML 细胞分子治疗的独特 siRNA 载体。PEI-Chol 介导的 BCR-Abl 和 KSP 基因特异性 siRNA 的传递显着阻止了细胞的生长，这在 K562 细胞的集落形成能力中得到了显着反映。在 K562 细胞的半胱天冬酶活性和细胞凋亡显着增加中也观察到 BCR-Able siRNA 介导的治疗效果。因此，Chol 接枝的低分子量 PEI 似乎是实现 CML 细胞分子治疗的独特 siRNA 载体。