64 肿瘤治疗的siRNA药物递送系统.docx

1、64 肿瘤治疗的siRNA药物递送系统基于肿瘤治疗的siRNA药物递送系统1 脂质类siRNA递送载体脂质类siRNA递送载体主要包括阴离子脂质体(Anionic liposomes)、中性脂质体(Neutral liposomes)、阳离子脂质体(Cationic liposomes)、脂质颗粒(Stable nucleic acid lipid particles，SNALPs)和类脂纳米颗粒(Lipidoid nanoparticles)等，其结构如Figure 15。商业化Lipofectamine是一类广泛用于DNA和RNA转染的阳离子脂质体，包括Lipofectamine RNAi

2、MAX在内的siRNA转染试剂在细胞水平已经取得了很高的转染效率。阳离子脂质体用于细胞转染的机制是正电荷的脂质和负电荷的细胞膜通过静电相互作用，协助siRNA被细胞吞噬。Figure 15 Lipid-based siRNA delivery systems. The structure of SNALPs (stable nucleic acidlipid particles) and lipidoid nanoparticles are similar1.1 阴离子、中性、阳离子脂质体由于所有的生物膜都带负电荷，一般来说阴离子脂质体或者中性脂质体在生物相容性和药代动力学上都优于阳离子脂质体

3、。L,2-二油酰基-sn-甘油基-3-磷脂酰胆碱(DOPC)是一种中性脂质，被用于提高siRNA的包裹效率。Landen等在2005年通过DOPC制备了一种包裹靶向癌蛋白EphA2 siRNA的中性脂质体(siRNA-EphA2-DOPC)，给卵巢癌原位小鼠模型注射这种siRNA-EphA2-DOPC脂质体48小时后，可以检查到EphA2的表达被明显下调。目前siRNA-EphA2-DOPC已经在安德森癌症中心(M.D. Anderson Cancer Center)进行临床I期试验。虽然阳离子脂质体生物相容性不如其它两种脂质体，也容易被单核吞噬系统清除，但是阳离子脂质体的细胞摄取能力强，因此

4、阳离子脂质体仍然是目前最好的选择。二油酰基-磷脂酰乙醇胺和l,2-二油酰基-3-三甲基丙烷(DOTAP)是一种阳离子脂质，可以制备成阳离子脂质体，通过静电相互作用高效携载负电荷的siRNA。Sorensen等人通过DOTAP脂质体递送TNFa siRNA，可以有效抑制细菌脂多糖LPS诱导的败血症模型小鼠的死亡。虽然脂质体带正电荷可以促进细胞摄取，但是正电荷会加速单核吞噬细胞等的清除作用，因此需要严格控制阳离子脂质体的电荷量，一般来说合适的氮磷比(N/P)在2-3左右。 阳离子脂质体含有带正电荷的亲水性基团头部，以及疏水性基团尾部，还含有辅助脂质(例如胆固醇、阳离子胆固醇衍生物)，不仅起到连接头

5、尾的作用，同时可以稳定脂质体，另外还能促进脂质体摄入细胞和溶酶体逃逸作用。 常用的阳离子脂质体材料如图1.3所示。Invitrogen公司推出的Lipofectamine2000和Lipofectamine3000是目前在体外细胞实验中应用最广的商业化阳离子脂质体。但Lipofectamine系列的阳离子脂质体在体液中不够稳定，而且易被血液中的网状内皮细胞吞噬，体内转染效率偏低。图1.3常用的阳离子脂质体的结构。1.2 脂质体PEG化脂质体PEG化是提高药物递送效率的一个重要方法，通过在脂质体表面接上一层聚乙二醇(PEG)，可以减小颗粒的尺寸，防止脂质体在存储过程中聚集融合，同时还能够减少单核

6、吞噬系统的清除，延长脂质体的血液半衰期。不过脂质体PEG化也有一些负面作用，比如PEG空间位阻效应和负电性会降低细胞摄取，减少脂质体与内涵体膜的融合，抑制内涵体逃逸。通过对脂质体表面PEG密度和长度进行合理设计或者采用pH敏感化学键连接的PEG可以解决这一问题。虽然目前为止对最佳的PEG密度和长度尚没有定论，但是pH敏感化学键优化的PEG修饰却被证明是一种有效的策略。比如通过肟键连接PEG的脂质体，在pH 7.4的中性环境下是稳定的，但是在pH5.5的酸性环境下能够加快siRNA的释放，提高基因沉默效果。HEMA一组氨酸甲基丙烯酸(HEMAhistidinemethacrylic acid)修

7、饰的PEG化脂质体，在中性pH条件下脂质体表面的PEG带负电荷，而l,2-二油酰基-sn-甘油基-3-磷脂酰乙醇胺(DOPE)脂质体核带正电荷，进入内涵体后，咪唑和甲基丙烯酸残基在酸性环境下质子化，带负电荷的PEG转变为正电荷发生解离，暴露出正电荷的脂质体核，腊质体与内涵体发生融合，从而实现内涵体逃逸。1.3 脂质纳米颗粒（SNALPs）SNALPs (Stable nucleic acid-lipid particles)是目前最有名的脂质siRNA递送载体，FDA批准用于埃博拉病毒治疗的siRNA药物就是由SNALP作为递送载体。SNALPs是一类包载siRNA的脂质纳米颗粒，粒径大约12

8、0 nm，SNALPs的外层是由阳离子脂质和促融合脂质混合物构成的脂双层结构，内部包裹着siRNA，在脂双层结构的表面修饰着PEG。由于表面PEG的存在，SNALPs能够实现长循环，并通过增强通透性和滞留效应(EPR效应)在肿瘤部位实现被动富集。进入肿瘤部位的SNLAPs可以快速被肿瘤细胞摄取，实现siRNA的高效递送。Alnylam制药公司首次将两种siRNA(VEGF siRNA和KSP siRNA)同时包载在SNALP中，将其命名为ALN-VSP02。ALN-VSP02在2009年4月启动了晚期实体瘤I期l临床试验，最初的28例病人在经过6次最高剂量(1.25mg/kg)给药后表现出良好

9、的耐受，并具有抗肿瘤活性，其中一例子宫内膜癌病人还出现了完全缓解。Tekmira制药公司设计的SNALP-Plkl siRNA(TKM080301)目前也已被用于多种实体瘤和淋巴瘤的临床I期和II期试验。1.4 类脂纳米颗粒类脂纳米颗粒(Lipidoid nanoparticles)是由类脂、胆固醇和PEG化脂质组成的siRNA递送载体，其结构与SNALPs类似，也是表面PEG化的脂双层结构，中间包裹着siRNA。Akinc等人为了提高siRNA递送效率，设计了一种快速化学合成类脂文库的方法，并通过筛选获得最佳的类脂纳米颗粒用于siRNA递送。其中最有应用前景的类脂纳米颗粒组分是98N12-5

10、，通过98N12-5包载ApoB或者FVII因子的siRNA可以在非人灵长类动物的肝细胞中实现7590的基因沉默效果。2 聚合物类siRNA递送载体聚合物类递送载体，又叫聚合物纳米颗粒，是一类广泛用于药物递送的固体可生物降解胶体纳米颗粒，主要分为水溶性聚阳离子纳米颗粒和高分子聚合物纳米颗粒。2.1 水溶性聚阳离子纳米颗粒水溶性聚阳离子纳米颗粒有很多种，比如环糊精聚合物(CDP)和聚乙烯亚胺(PEI)等制备的纳米颗粒，其中最有临床siRNA药物递送潜力的是CDP纳米颗粒。由Calando制药公司开发的，基于CDP的siRNA药物CALLA-01，是第一个用于肿瘤靶向siRNA递送临床试验的聚合物

11、类纳米载体。CALLA-01共有四个组分：CDP、金刚烷PEG(AD-PEG)、金刚烷-PEG-转铁蛋白(AD-PEG-Tf)、siRNA，通过自组装形成的纳米颗粒，其结构如Figure 16，正电荷的CDP与siRNA形成颗粒的内核；AD-PEG的掺入，在颗粒表面形成一层PEG壳，可以提高颗粒的稳定性，降低单核吞噬系统的清除；AD-PEG-Tf上耦联的转铁蛋白会特异性地结合到肿瘤细胞高表达的转铁蛋白受体CD71，实现靶向药物递送。Figure 16 The compositions and structure ofCALLA-01 阳离子聚合物是一类富含正电荷重复单元结构(通常为一级胺、二级

12、胺或三级胺结构)的高分子材料，能借助正负电荷静电作用力与带负电性的核酸聚集形成纳米复合物，从而达到保护核酸不被核酸酶降解，并提高基因转染效率。常用的阳离子聚合物有聚赖氨酸、枝链或线性聚乙烯亚胺、聚酞胺一胺型枝状大分子(PAMAM ) 、壳聚糖等(图1.2)。图1.2常用的阳离子聚合物结构示意图。 自1995年Boussif等人29首次报道聚乙烯亚胺(polyethylenimine, PEI)作为真核细胞基因转染试剂以来，PEI己成为了目前研究最为广泛的阳离子聚合物基因载体。PEI分子富含氨基，在溶酶体的低pH环境中能够有效发生质子化作用及发生“质子海绵效应”，使核酸分子有效地从溶酶体中逃逸，

13、在多种细胞系中具有较高的转染效率。PEI还具有成本低廉、应用简便、包装容量不受限制等优点。PEI的转染效率和毒副作用与其分子量密切相关。通常高分子量PEI具有更好的转染效率，同时也易出现细胞膜破损和细胞凋亡等较强的细胞毒性作用。当PEI分子量处在20 kDa-30 kDa之间，转染效率较高，且细胞状态也较理想，25 kDa PEI被认为是非病毒基因载体的一个“黄金对照标准”。对于低分子量的PEI，虽然毒性较低，但是对基因的压缩能力也低，转染效率也相应降低。2.2 高分子聚合物纳米颗粒高分子聚合物纳米颗粒主要有以聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)、聚乳酸乙醇酸(PLGA)等制备的纳米颗粒。我们

14、实验室曾报道了一种自组装胶束纳米颗粒(MNP)，通过聚乙二醇-聚己内酯-聚2-氨基乙基乙烯磷酸盐(mPEG-b-PCL-b-PPEEA)三嵌段聚合物自组装形成胶束纳米颗粒，命名为Micelleplex，制备方法如Figure 17所示。PCL嵌段形成疏水核，阳离子亲水磷酸酯PPEEA结合siRNA，外层PEG起到稳定颗粒的作用。通过Micelleplex携载GFPsiRNA可以在细胞水平将HEK293/GFP细胞中GFP表达下调4070。此外，我们还将Micelleplex用于携载多种沉默肿瘤相关基因的siRNA，比如AC siRNA、HIFl siRNA和CDK4 siRNA，在多种肿瘤小鼠

15、模型中成功实现肿瘤生长抑制。Figure17 The fabrication of Micellplex with mPEG-b-PCL-b-PPEEAPLA和PLGA是FDA批准可以药用的聚合物材料，我们实验室杨显珠师兄曾设计了一种基于PLA的阳离子脂质辅助的聚合物纳米颗粒，通过嵌段聚合物PEG-PLA和阳离子脂质BHEM-Chol制备的双乳化纳米颗粒包载siRNA，命名为CLANsiRNA，制备方法如Figure 18。颗粒的粒径在150 nm左右，掺入阳离子脂质BHEM-Chol可以将siRNA的包封率提高到90以上。在MDA-MB-435s乳腺癌原位荷瘤小鼠模型上，通过注射包载Plkl

16、 siRNA的CLAN可以显著地抑制肿瘤的生长。Figure18 The fabrication of cationic lipid assisted polymeric nanoparticle (CLAN)systemsWand O represent water phase and oil phase, respectively3 siRNA耦联递送系统siRNA耦联递送系统，是将siRNA直接耦联到递送材料上，得到性质明确的单组分药物递送系统。第一个siRNA耦联递送系统是将siRNA与胆固醇等亲脂分子耦联在一起，此外还有一些其它的耦联系统，比如将siRNA与聚合物、多肽、抗体、核酸适

17、配体或者小分子等耦联起来。3.1 亲脂分子-siRNA耦联物亲脂分子-siRNA耦联物(Lipophile-siRNA conjugates)，通过吡咯烷酮键将胆固醇耦联到siRNA有义链的3末端，不仅能够提高siRNA体外的转染效率，而且能够提升siRNA体内的药代动力学。2007年Wolfrum等人用高密度脂蛋白(HDL)进一步优化胆固醇-siRNA，将体内的siRNA基因沉默效果提高了815倍。3.2 细胞穿膜肽(CPPs)细胞穿膜肽(CPPs)是另一种用于siRNA耦联的材料，可以协助siRNA穿过细胞膜或者内涵体膜，提高siRNA的转染效率或者内涵体逃逸。TAT转录激活蛋白是从HIV

18、-1病毒中分离出来的一种细胞穿膜肽，通过磺基琥珀酰亚胺基-4-(对马来酰亚胺基苯基)丁酸酯等异双功能桥联键将TAT耦联到siRNA反义链的3末端，可以大幅提高siRNA的胞内递送效率。不过，CPP-siRNA耦联物由于CPP的穿膜能力和免疫原性可能会引起副作用。3.3 抗体-siRNA耦联递送系统抗体-siRNA耦联递送系统，由于抗体的特异性，可以实现siRNA的靶向递送。比如将靶向转铁蛋白受体CD71的靶向抗体通过生物素链亲和素作用耦联到siRNA上，可以帮助siRNA穿过血脑屏障，抑制大鼠颅内移植脑肿瘤细胞中报告基因的表达。3.4 核酸适配子-siRNA耦联递送系统核酸适配子-siRNA耦

19、联递送系统，由于核酸适配子与蛋白结合的特异性，也是一种靶向的siRNA递送系统。比如将前列腺特异膜抗原(PSMA)靶向的核酸适配子与siRNA通过生物素链亲和素作用耦联后，可以成功提高PSMA高表达细胞的siRNA转染效率。3.5 其它siRNA耦联递送系统除了以上几种siRNA耦联递送系统，目前最有临床应用潜力的是乙酰半乳糖胺-siRNA (GalNAc-siRNA)耦联递送系统。GalNAc对肝细胞表面的脱唾液酸糖蛋白受体(ASGPR)具有很高的亲和力，与siRNA耦联后可以实现siRNA的肝靶向递送。Alnylam制药公司为了提高肝靶向能力，设计了三价GalNAc-siRNA递送系统(如

20、Figure 19所示)，通过三价GalNAc耦联TTR siRNA、PCSK9 siRNA或者AT siRNA制备的三种耦联siRNA药物ALN-TTRsc、ALN-PCS和ALN-AT3，已经进入临床试验，分别用于治疗甲状腺素蛋白淀粉样变性、高胆固醇血症和血友病。Figure19 StructIlre of the triantermary GalNAc-siRNA conjugate used in several drug candidates from Alnylam Pharmaceuticals4 基于无机纳米粒子的递送体系 无机纳米粒子(NPs)是另一类重要的核酸递送载体。过去

21、的十年中，无机NPs作为潜在的siRNA候选递送载体被广泛开发和应用。与脂质体和有机聚合物纳米颗粒相比，无机纳米颗粒尺寸易调节，粒径分布更窄，对肿瘤部位进行药物递送时具有高通透和滞留效应，从而使药物更易聚集在目标区域。肿瘤组织具有异常密集且可渗透的脉管系统，肿瘤血管间的连接能力和基底膜排列顺序较差，这使肿瘤间质间可以产生10-500 nm的间隙。此外，淋巴引流系统在肿瘤部位受损，从而延缓了NPs的局部清除。近来研究报道通过在无机NP递送体系中增加相关靶向分子，可以进一步增强NP在疾病部位的积聚。通过在NP表面修饰配体，可以使NP更加多功能化，包括改善NP的空间定位，控制纳米颗粒在活动病变部位的

22、聚集以及消除纳米颗粒脱靶的不利影响等。 现有的实验结果显示，无机纳米材料在药物递送方向显示出独特的性质和多样的功能，通过对纳米材料的多样修饰，无机纳米材料可以实现分子成像，高负载率的siRNA递送，基因沉默的功能，且无机纳米材料具有良好的生物相容性和有效装载释放效率，并为当前siRNA递送所面临的各种挑战提供有效解决方案。在下面的章节中，将重点总结由纳米金，氧化铁，介孔二氧化硅，磷酸钙(CaP)和碳纳米粒子等无机纳米材料用于siRNA递送的研究现状及临床应用前景。4.1 金纳米粒子 金纳米颗粒(AuNPs)是最稳定的无机纳米颗粒之一，由于其良好的电磁和光学特性，引起了科研人员对其在生物传感和肿

23、瘤治疗中的生物医学应用的关注。 金纳米粒子合成步骤相对简单，且生物相容较好，无免疫原性，药物或生物大分子与金纳米粒子表面的结合/吸附过程相对简易。AuNP的合成以可控的方式进行，纳米颗粒的尺寸，结构和表面配体组成可轻易被调节，易于从各个方向对金纳米颗粒的性质进行分析，以评估金纳米颗粒对药物动力学的作用。例如，有研究报道5 kDa聚乙二醇修饰的金纳米棒(1347nm)在裸鼠中具有长达17小时的生物半衰期。此外，金纳米棒还具有结构可控，分散性好和多层次修饰等功能，这些优势有效地推动了金纳米棒针对siRNA递送的研究。目前，将siRNA装载在颗粒表面的方法可以分为两类，共价结合和非共价吸附，每种装载

24、方式都有它们的特定优势。共价结合是指化合物与AuNPs表面的偶联，主要通过金和巯基之间的金属-配体相互作用(来自硫醇化寡核苷酸)来连接。siRNA与AuNPs的共价结合是siRNA递送的有效方法，然而该方法需要对核酸进行修饰，因此让siRNA在修饰后保持原有的功能才能确保其治疗效果。非共价核酸吸附可以实现未修饰的siRNA体内递送进行基因治疗。核酸的负电特征有助于其通过静电相互作用将siRNA吸附在阳离子纳米颗粒表面，影响吸附过程重要因子的包括AuNP与siRNA的比率，AuNP表面电荷覆盖度和亲疏水性。 Chad Mirkin实验室开发的一种特定的siRNA-AuNP偶联物的球形核酸纳米颗粒

25、(SNA)是金纳米颗粒装载siRNA进行递送的典型代表。SNAs以AuNP为核心，表面通过共价结合方式紧密堆积大量siRNA双链，从而将siRNA的沉默能力与AuNPs的稳定性和生物相容性相结合。研究表明，金纳米颗粒表面有离子云与颗粒周围的高密度寡核昔酸壳相关，并且在颗粒表面产生空间抑制作用。这种独特的微环境能够保护核酸免受酶促降解，从而提高了siRNA的稳定性和治疗寿命。有研究针对Bc12L12基因设计的SNA可用于体外沉默胶质细胞瘤的癌基因表达，不仅如此，SNA还能够通过血脑屏障(blood-brain barrier, BBB)和血液肿瘤屏障来抑制异种移植小鼠模型中的肿瘤生长却不引起任何

26、体内副作用。由于目前的化疗类药物一般无法跨越血脑屏障，因此SNA具备的这些特点对设计针对穿越血脑屏障的疾病相关药物非常有应用价值。此外，SNAs也可以用做功能化磁共振成像造影剂，用于体内成像和药物示踪。RNAi通过将癌基因作为治疗靶点而成为肿瘤治疗的新策略。SNAs利用金纳米颗粒的高比表面积以及表面易修饰的性能，可将多种siRNA递送至目标肿瘤区域。但是，因为SNAs自身体内循环时间相对较短，这种新的siRNA递送方式仍有存在可改进的地方。小鼠体内研究结果显示，在注射药物后的第一个5分钟内，90%以上的颗粒分布在组织中，SNAs的生物半衰期仅为8.5小时。有研究提出，将SNA表面修饰PEG或C

27、D47(细胞膜表面标记)，被证明可以延长SNAs在体内的循环半衰期。 除了共价偶联之外，siRNA的非共价键结合也是常用的递送方法。例如，Wang等人报道了一种具有生物相容性PEI包裹的AuNP，可以有效介导siRNA递送到细胞中，诱导基因沉默。在这个递送体系中，PEI既充当还原剂又充当稳定剂，通过静电相互作用结合siRNA并保持纳米颗粒结构、大小和功能不变。通过MTT测定细胞毒性作用的实验结果显示，PEI连接的AuNPs/siRNA可以有效敲减肿瘤细胞中polo样激酶1 (PLKI)癌基因，但却不增加细胞毒性水平，体现AuNPs/siRNA良好的生物安全性。AuNPs同时也可被用作成像工具，

28、进一步证实其功能多样性，有较强的治疗应用前景。基于AuNPs/siRNA吸附能力的的成像和治疗功能，研究人员后续相继开发了一系列基于金纳米载体的其他核酸递送方法，旨在将具有治疗功能的基因递送到细胞中以提高基因转染效率和特异性治疗能力。例如，使用金纳米结构的光热效应来诱发siRNA的释放，以及金纳米颗粒的远距离时空形状转变和NIR激光控制的药物释放等。4.2 介孔二氧化硅纳米粒子 介孔二氧化硅纳米颗粒(MSN)具有较好的孔径可调节性、表面易于修饰、比表面积大、孔径可调节性等优势而被认为是携带siRNA靶向疾病位点的理想载体。二氧化硅的结构独特性和良好的生物相容性，有效的体内降解能力和FDA普遍认

29、可的生物安全性(GRAS)使其成为一类具有较大应用前景的生物材料，如果临床试验成功，将会很快进入商品化应用。介孔的存在显著增加了硅纳米颗粒的表面积，孔道结构可以通过阳离子分子或其他多功能基团进行控制和修饰(如荧光分子，活性靶向配体，治疗性小分子药物或miRNA)，使硅纳米颗粒具有成像，靶向和治疗的功能。因此，与常规NPs相比，硅纳米颗粒可以定量增加药物的递送率，并且可以联合成像，诊断和治疗发展多功能临床应用。例如，zlrik等人使用这种联合递送方法通过向核内递送化学小分子药物的和靶向P-糖蛋白(Pgp)的siRNA来攻克肿瘤的耐药性。介孔硅纳米粒子表面用PEI-PEG共聚物进行修饰，促进siR

30、NA的静电附着。嶙酸盐包被的硅纳米颗粒孔可以利用静电作用吸附阿霉素(Dox)并使其在肿瘤细胞酸性环境中缓慢释放。研究证实，通过介孔二氧化硅纳米粒子(MSNPs)同时递送抗Pgp特异性的siRNA和Dox可以克服了肿瘤多耐药(MDR)行为，在人乳腺癌异种移植小鼠模型中取得了较好的治疗效果。与游离的Dox或载有单独的药物或siRNA的载体相比，双递送系统可以更好地抑制小鼠体内肿瘤生长。4.3 氧化铁纳米颗粒 氧化铁纳米颗粒也是一类常用的药物递送载体。氧化铁纳米颗粒具有超顺磁性和生物相容性等特征，且部分氧化铁纳米颗粒正在进行磁共振成像(MRI)的临床研究。通过施加外部磁场能够进行远程控制转染磁性，这

31、种基于磁性的转染方式被称为磁转染，研究报道称这种磁转染方式可以提高基因转染效率。同时，基于氧化铁纳米颗粒的多功能纳米载药平台实现siRNA的装载，已经成功完成了分子成像和siRNA治疗的诊疗一体化研究。4.4 CaP纳米粒子 CaP纳米粒子是另一种类型的纳米材料，它己被成功开发用于siRNA及小分子药物在哺乳动物细胞中的递送。研究结果显示，CaP纳米粒子无毒副作用且转染效率较高。CaP可迅速溶解在细胞溶酶体中，导致溶酶体渗透肿胀，从而使得装载的siIZNA在细胞质释放而发挥治疗作用。基于这种独特的药物递送及释放方式，CaP纳米粒子被广泛开发用于改进siRNA的转染效率。Huang等人的研究证明

32、，脂质包被的CaP纳米颗粒被细胞吞噬之后，细胞内Ca2+浓度增加，相较于先前开发的脂质-聚阳离子核酸制剂，CaP纳米颗粒可释放出更多的siRNA到细胞质。此外，另有研究显示将PEG-磷脂偶联物与靶向配体茴香酞胺包裹CaP纳米颗粒，可显著提高siRNA递送效率。4.5 基于碳纳米颗粒的siRNA递送体系 在过去的十年中，碳纳米材料在生物成像、能量储存/转换装置、传感器和药物递送载体方面己经被挖掘出潜在的应用价值。他们卓越的物理化学性能，光学性能和电气/热性能，证明其在生物材料应用领域的重要应用前景。且碳纳米管表面积可调节，使其更易被功能化修饰，可以扩大药物的有效负载能力。常用的纳米结构材料如碳纳米管(CNT )，石墨烯纳米片和纳米金刚石等均显示出良好的siRNA递送能力。 CNT通常直径在1-2nm，长度从50nm到1cm不等。研究显示，CNTs可以有效将具有生物活性的siRNA分别递送体外细胞和动物体内。通过修饰的方法制备新型CNTs己被证实可以有效保护siRNA并促进si1ZNA的细胞内摄取。例如，用脂质聚合物(DSPE-PEG)和PEI对碳纳米管进行非共价修饰可有效地将大剂量siRNA递送至靶细胞内。Siu的研究团队在小鼠模型中观察到