DOI:10.1021/acsami.9b20221

尽管电纺纳米纤维已被用于将功能性基因递送至附着在纳米纤维表面的细胞中，但纳米纤维基因的可控释放以及随后高效的基因转染仍然是一个挑战。在本文中，光热激活的电纺杂化纳米纤维被开发用于高效的表面介导基因转染。采用同轴静电纺丝技术制备了具有核-鞘结构的纳米纤维。将编码碱性成纤维细胞生长因子的质粒DNA（pDNA）包裹在纤维核内，将具有光热性质的金纳米棒嵌入到由聚乳酸和明胶组成的纤维鞘内。纳米纤维毡在近红外辐射下表现出良好的可控光热响应。从而提高了纳米纤维的渗透性以允许pDNA的快速释放。另外，在附着于纤维垫的NIH-3T3成纤维细胞的膜上形成了瞬态孔，从而促进了pDNA的递送和转染，并导致转染细胞在体外的增殖和迁移。本研究为通过局部基因转染调控细胞功能和行为提供了一种简便、可靠的方法，在组织工程和细胞治疗中具有广阔的应用前景。

图1.（a）PG@GNR/pDNA纳米纤维毡的代表性SEM图像（b）由SEM图像得到的纳米纤维直径分布。（c）具有核鞘结构的单根PG@GNR/pDNA纳米纤维和制备的GNR（插图）的代表性TEM图像。（d）单根PG@GNR/pDNA纳米纤维的代表性荧光图像，其中PEI和pGFP-bFGF分别用FITC（绿色）和DAPI（蓝色）标记。

图2.在近红外（0.45 W/cm2）辐射下浸入PBS的垫子的表面温度。相应的热图像显示在右侧。

图3.30、60和90 s后，有/无近红外辐射的PG/pDNA和PG@GNR/pDNA纳米纤维释放的pDNA复合物的数量。数据为平均值±标准偏差（n=6，***p<0.001）。

图4.激光照射（0.45 W/cm2，30 s）下，PG @ GNR / pDNA纳米纤维上培养的NIH-3T3成纤维细胞在暴露于不可透过膜的SYTOX后的代表性荧光图像。强烈的绿色荧光表示细胞活力高，而红色荧光表示细胞内部的SYTOX，即传递到细胞中。

图5.（a）在不同条件下经pGFP-bFGF转染的NIH-3T3成纤维细胞的代表性荧光图像。激光照射后48小时，将细胞用DAPI（细胞核蓝色染色）染色。绿色荧光细胞是表达GFP的细胞，此类细胞的数量显示在（b）中。（c）转染后48小时通过RT-PCR测量bFGF在NIH-3T3成纤维细胞中的相对表达。（d）通过CCK-8法测定，转染后48小时NIH-3T3成纤维细胞的相对存活率。平板上培养的细胞用作对照。数据为平均值±标准偏差（n=6，***p<0.001）。

图6.经pGFP-bFGF转染并进一步培养：（a）1天、（b）3天和（c）5天后，NIH-3T3成纤维细胞的荧光图像。将细胞固定并用DAPI染色以检测细胞核（蓝色），用鬼笔环肽-FITC染色以检测细胞骨架（绿色）。（d）中总结了相应数量的附着细胞。数据为平均值±SD（n=6，***p<0.001）。

图7.（a）细胞迁移实验分析的示意图。（b）经pGFP-bFGF转染的NIH-3T3成纤维细胞迁移的代表性结晶紫染色图像。（c）中显示了相应的迁移细胞数密度。数据为平均值±标准偏差（n=6，***p<0.001）。

图8.（a）代表性显微图像，描述了经pGFP-bFGF转染的NIH-3T3成纤维细胞在24小时内迁移到细胞剥落的划痕区域。（b）中总结了相关迁移区域。数据表示为平均值±标准偏差（n=6，***p<0.001）。

图9.（a，b）有/无近红外辐射的PG@GNR/pDNA纳米纤维垫上随机选择的三个NIH-3T3成纤维细胞的迁移轨迹。轴单位：μm。（c）根据迁移迹线计算的细胞封闭率。数据为平均值±标准偏差（n=6，***p<0.001）。