DOI:10.1021/acsami.9b20221
盡管電紡納米纖維已被用于將功能性基因遞送至附著在納米纖維表面的細胞中，但納米纖維基因的可控釋放以及隨后高效的基因轉染仍然是一個挑戰。在本文中，光熱激活的電紡雜化納米纖維被開發用于高效的表面介導基因轉染。采用同軸靜電紡絲技術制備了具有核-鞘結構的納米纖維。將編碼堿性成纖維細胞生長因子的質粒DNA（pDNA）包裹在纖維核內，將具有光熱性質的金納米棒嵌入到由聚乳酸和明膠組成的纖維鞘內。納米纖維氈在近紅外輻射下表現出良好的可控光熱響應。從而提高了納米纖維的滲透性以允許pDNA的快速釋放。另外，在附著于纖維墊的NIH-3T3成纖維細胞的膜上形成了瞬態孔，從而促進了pDNA的遞送和轉染，并導致轉染細胞在體外的增殖和遷移。本研究為通過局部基因轉染調控細胞功能和行為提供了一種簡便、可靠的方法，在組織工程和細胞治療中具有廣闊的應用前景。
圖1.（a）PG@GNR/pDNA納米纖維氈的代表性SEM圖像（b）由SEM圖像得到的納米纖維直徑分布。（c）具有核鞘結構的單根PG@GNR/pDNA納米纖維和制備的GNR（插圖）的代表性TEM圖像。（d）單根PG@GNR/pDNA納米纖維的代表性熒光圖像，其中PEI和pGFP-bFGF分別用FITC（綠色）和DAPI（藍色）標記。
圖2.在近紅外（0.45 W/cm2）輻射下浸入PBS的墊子的表面溫度。相應的熱圖像顯示在右側。
圖3.30、60和90 s后，有/無近紅外輻射的PG/pDNA和PG@GNR/pDNA納米纖維釋放的pDNA復合物的數量。數據為平均值±標準偏差（n=6，***p<0.001）。
圖4.激光照射（0.45 W/cm2，30 s）下，PG @ GNR / pDNA納米纖維上培養的NIH-3T3成纖維細胞在暴露于不可透過膜的SYTOX后的代表性熒光圖像。強烈的綠色熒光表示細胞活力高，而紅色熒光表示細胞內部的SYTOX，即傳遞到細胞中。
圖5.（a）在不同條件下經pGFP-bFGF轉染的NIH-3T3成纖維細胞的代表性熒光圖像。激光照射后48小時，將細胞用DAPI（細胞核藍色染色）染色。綠色熒光細胞是表達GFP的細胞，此類細胞的數量顯示在（b）中。（c）轉染后48小時通過RT-PCR測量bFGF在NIH-3T3成纖維細胞中的相對表達。（d）通過CCK-8法測定，轉染后48小時NIH-3T3成纖維細胞的相對存活率。平板上培養的細胞用作對照。數據為平均值±標準偏差（n=6，***p<0.001）。
圖6.經pGFP-bFGF轉染并進一步培養：（a）1天、（b）3天和（c）5天后，NIH-3T3成纖維細胞的熒光圖像。將細胞固定并用DAPI染色以檢測細胞核（藍色），用鬼筆環肽-FITC染色以檢測細胞骨架（綠色）。（d）中總結了相應數量的附著細胞。數據為平均值±SD（n=6，***p<0.001）。
圖7.（a）細胞遷移實驗分析的示意圖。（b）經pGFP-bFGF轉染的NIH-3T3成纖維細胞遷移的代表性結晶紫染色圖像。（c）中顯示了相應的遷移細胞數密度。數據為平均值±標準偏差（n=6，***p<0.001）。
圖8.（a）代表性顯微圖像，描述了經pGFP-bFGF轉染的NIH-3T3成纖維細胞在24小時內遷移到細胞剝落的劃痕區域。（b）中總結了相關遷移區域。數據表示為平均值±標準偏差（n=6，***p<0.001）。
圖9.（a，b）有/無近紅外輻射的PG@GNR/pDNA納米纖維墊上隨機選擇的三個NIH-3T3成纖維細胞的遷移軌跡。軸單位：μm。（c）根據遷移跡線計算的細胞封閉率。數據為平均值±標準偏差（n=6，***p<0.001）。
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