壳聚糖季铵盐/累托石纳米粒作为基因载体的转染活性

目的 观察壳聚糖季铵盐/累托石纳米粒载体的体内外转染活性,探讨其作为基因治疗载体的可行性.方法 采用溶液插层法合成壳聚糖季铵盐/累托石复合物(QC/REC)纳米粒,包裹绿色荧光蛋向(GFP)基因质粒DNA.透射电镜、凝胶电泳和吸附实验研究其包裹效率;转染人肝癌细胞HCCLM6,测定其转染率.通过裸裸鼠胃肠道及肌肉注射途径给药,研究其体内转染效果及安全性.结果 QC/REC可有效包裹质粒DNA,形成纳米粒的直径小于100 nm.壳聚糖季铵盐、累托石、质粒DNA质量比为1:2:1.5时,120 h的转染率近100%.体内实验中,QC/REC-DNA纳米粒胃肠道和肌肉给药,均可见到明显荧光表达,主要在胃和十二指肠表达,裸鼠未出现明显毒性反应.结论 QC/REC纳米粒有较好的转染活性和安全性,有望作为基因治疗的非病毒载体.     

透明质酸／壳聚糖/pEGFP纳米粒介导体外基因转染关节软骨细胞与滑膜细胞的比较

[目的]以透明质酸(HA)修饰的壳聚糖(CS)／质粒DNA(pDNA)纳米粒介导体外基因转染关节软骨细胞与滑膜细胞,以明确其作为非病毒基因载体治疗关节疾病的潜能.[方法]将HA修饰的CS与负载增强型绿色荧光蛋白基因(EGFP)的pDNA以复凝聚法制成纳米粒,以扫描电镜检测纳米粒形态;激光粒度仪测定其粒径、Ze-ta电位及分散度(PDl);凝胶电泳阻滞试验榆测HA/CS和pDNA的结合力及pDNA的释放;体外转染兔关节软骨细胞与滑膜细胞,以流式细胞仪及荧光显微镜检测转染效率.[结果]HA/CS/pDNA纳米粒多呈球形,粒径平均为(142.5±20.3)nm,表面Zeta电位平均为(25.99±8.48)mV,分散度平均为(0.283±0.089),可有效保护pDNA免受核酸酶的降解;通过调节pH值至7.5以上或加入壳聚糖酶可促使纳米粒中的pDNA释放;体外转染实验证明HA/CS/pDNA纳米粒能介导pEGFP转染软骨细胞和滑膜细胞并在细胞内表达绿色荧光蛋白,其对软骨细胞的转染能力较强,比裸pEGFP和CS/pEGFP纳米粒有更高的转染效率(P＜0.05);但对滑膜细胞的基因转染效率较低,与CS/pEGFP纳米粒无明显差别(P＞0.05).[结论]复凝聚法制备的HA/CS/pDNA纳米粒是一种有效的新型非病毒基因转染载体,在体外可介导基因转染关节软骨细胞和滑膜细胞,其转染效率具有明显的细胞依赖性.     

以壳聚糖纳米微球为载体的Crisp1-DNA避孕疫苗的制备及体外表达

目的构建以壳聚糖纳米微球为载体的Crisp1DNA疫苗,对其物理学、生物学活性进行测定,并评估其在COS-7细胞中的表达情况及细胞毒性。方法采用本实验室前期构建的真核表达质粒pcDNA3.1-Crisp1,以复凝法制备载Crisp1DNA疫苗的壳聚糖纳米粒(CS/DNA NPs),用透射电镜以及凝胶阻滞分析对其相关物理学、生物学活性进行测定,然后将载Crisp1DNA疫苗的壳聚糖纳米粒转染至COS-7细胞,检测其细胞毒性,并用间接免疫荧光法鉴定其在细胞内的表达情况。结果透射电镜结果显示纳米粒形态较均一,平均粒径为189.3nm,Zeta电位约为+0.2mV。凝胶阻滞分析显示壳聚糖微粒可将DNA疫苗完全阻滞于加样孔中并保护DNA质粒不降解。MTT试验显示壳聚糖组细胞存活率显著高于脂质体组(P0.01)。间接免疫荧光实验结果显示CS/DNA NPs能在COS-7细胞中有效表达Crisp 1抗原蛋白。结论由壳聚糖纳米微球介导的Crisp1DNA疫苗,可在真核细胞中有效地表达,且具有较小的细胞毒性,为进一步发展安全有效的DNA避孕疫苗打下了基础。     

巯基烷基化壳聚糖介导共表达质粒pIRES-hVEGFl2lcDNA/hBMP4体外转染的研究

目的 以新型巯基烷基化壳聚糖(TACS)为载体介导重组共表达质粒pIRES-hVEGFl2lcDNA/hBMP4体外转染大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs),探讨TACS用作骨组织工程中基因载体的可行性.方法 复凝聚法制备TACS-基因纳米粒,检测其形态和粒径;全骨髓培养法分离、培养大鼠MSCs;将纳米粒转染第3代大鼠MSCs,并设壳聚糖组、脂质体组及裸质粒组分别为实验对照、阳性对照及阴性对照,噻唑蓝(MTT)比色法测定TACS的细胞毒性.分别于转染后3、4 d提取MSCs的总RNA、总蛋白,逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)和Western blot检测目的 基因的表达.结果 TACS能有效包裹和保护共表达质粒,TACS组细胞存活率(73.18±6.56)%,明显高于脂质体组(45.92±4.93)%(P<0.01).除阴性对照组外,RT-PCR和Western blot均检测到转染后MSCs中hVEGF121及hBMP4的表达,TACS组目的 蛋白表达量低于脂质体组(P<0.05),但明显高于壳聚糖组(P<0.01).结论 共表达质粒在TACS介导下成功转染大鼠MSCs并获得表达.TACS细胞毒性小,且较未改性壳聚糖转染效率明显提高.     

慢病毒介导绿色荧光蛋白基因转染大鼠软骨细胞表达的研究

[目的]构建携带绿色荧光蛋白基因(green fluorescent protein,GFP)的慢病毒载体系统,通过感染大鼠软骨细胞,观察其感染能力及GFP的表达情况.[方法]以载体质粒pLentiLox 3.7、包装质粒pRSV-REV、pMDL g/p RRE及包膜质粒VSV-G共转染293T细胞制备慢病毒.分离、培养大鼠关节软骨细胞,将制备好的慢病毒颗粒感染软骨细胞,在荧光显微镜下观察报告基因GFP的表达情况.[结果]重组慢病毒载体系统转染293T细胞96 h后可观测到较强的绿色荧光蛋白的表达,收集上清测得病毒滴度约为3.0×103ifu/μl,并且在80%大鼠软骨细胞中观察到GFP的表达.[结论]成功构建了携带GFP的重组慢病毒载体系统,对大鼠关节软骨细胞转染效果良好,为将来结合RNA干扰技术对软骨细胞进行基因改造提供了基础.     

靶向软骨的非病毒纳米基因载体体内外转染特性的研究

目的 采用一种靶向软骨的非病毒纳米基因传递系统,携带增强型绿色荧光蛋白(EGFP)在体内外对软骨细胞进行转染,探讨一种临床可用的促进软骨修复的方法.方法 将高相对分子质量壳聚糖(HMWC)适度降解,成为低相对分子质量壳聚糖(LMWC),并与EGFP的质粒复合形成稳定的非病毒纳米基因传递系统.经过体外的转染实验后,这些纳米复合物被进一步注射到伴有全层软骨缺损的新西兰大白兔动物模型膝关节中,探讨其在体内传递治疗基因促进软骨修复的可能性.结果结果显示LMWC/DNA纳米复合物可以有效地转染体外单层培养的软骨细胞和软骨组织片.在体内应用时,LMWC/EGFP基因纳米复合物可以安全有效地转染软骨细胞,并表现出一定的靶向性.结论 本研究显示了由LMWC/DNA纳米复合物介导的体内转染方法促进软骨修复的可行性,其有望成为一种简单、安全、有效、可控并且可早期使用的促进软骨修复的方法.     

磁性纳米介导的pcDNA3.1(+)-p53对HepG2细胞的作用

目的:探讨氨基硅烷化Fe3O4磁性纳米介导的pcDNA3.1(+)-p53质粒（-p53质粒）对人肝癌HepG2细胞的作用。方法:（1）以-p53质粒作为表达基因，用氨基硅烷化Fe3O4磁性纳米粒进行细胞转染，计算转染率，并与脂质体转染组，空白载体组及空白对照组进行比较。（2）观察在外加磁场条件下的氨基硅烷化Fe3O4磁性纳米粒的转染效率和速度。（3）观察-p53磁性纳米粒对HepG2细胞生长增殖的抑制作用。结果:（1）RT-PCR及Western blot 检测证实，载有氨基硅烷化Fe3O4的磁性纳米粒能成功的在人肝癌HepG2细胞中导入了外源性的野生型p53基因，其转运效率（39%）略高于相同条件下脂质体的转染效率（36%）（P>0.05）。（2）在外加磁场条件下氨基硅烷化Fe3O4磁性纳米粒的转染效率明显增强。（3）转染的外源性p53基因可明显抑制人肝癌HepG2细胞的生长速度及集落形成能力，使细胞阻滞于G1期，抑制率为46%。结论:（1）氨基硅烷化Fe3O4纳米颗粒是良好的基因转运载体，可将外源性基因成功的转入靶细胞。（2）转入外源性野生型p53能有效抑制HepG2细胞的生长增殖。该研究为基因治疗恶性肿瘤的在体实验奠定了基础。     

绿色荧光蛋白体外转染与体内示踪成骨细胞的研究

目的观察经腺病毒介导的绿色荧光蛋白(greenfluorescentprotein,GFP)转染的成骨细胞的体外表达及体内示踪情况,探讨GFP作为组织工程种子细胞示踪剂的可行性。方法以腺病毒为载体,293A细胞为包装细胞,介导GFP转染成人骨髓源成骨细胞,与未转染的同期细胞作对照,在相差显微镜和荧光显微镜下观察,流式细胞术检测GFP表达效率;分别检测转染后两组细胞的碱性磷酸酶(ALP)活性与骨钙素(OCN)的含量;并将GFP转染8d后的成骨细胞植入裸鼠股部肌袋内,术后4、8周取材进行荧光显微镜、HE染色组织学和免疫组织化学染色观察。结果GFP转染的骨髓源成骨细胞表达绿色荧光的阳性率达75%以上,转染8d后的成骨细胞表面抗原标志CD29、CD44高效表达,而CD34不表达;转染后4、8d细胞内ALP活性与OCN含量与未转染组比较差异无显著性意义(P>005)。GFP转染8d后的成骨细胞植入裸鼠体内4、8周均可表达明显的绿色荧光,并具有成骨细胞的形态特征,ALP免疫组化染色呈黄褐色。结论GFP能在体外转染、裸鼠体内示踪成骨细胞,是一种可用于组织工程研究的理想的活细胞示踪剂。     

壳聚糖酶基因在软骨细胞中的表达及对壳聚糖介导基因转染的影响

[目的]探讨携带壳聚糖酶(CSN)基因的重组慢病毒感染软骨细胞后影响CSN活性的因素,及CSN在壳聚糖(CS)/DNA纳米粒介导基因转染软骨细胞中的作用。[方法]构建携带CSN和红色荧光带白(RFP)基因的重组慢病毒(LV-CSN)并感染兔关节软骨细胞,流式细胞仪及荧光显微镜检测其感染率;二硝基水杨酸比色法(DNS)检测对CSN活性的影响因素;以CS/DNA纳米粒介导体外基因转染软骨细胞,检测CSN对CS/DNA纳米粒介导基因转染软骨细胞的作用。[结果]带RFP基因的LV-CSN感染软骨细胞后48 h和第7 d,RFP表达率分别为(91.40±0.98)%和(91.67±1.00)%,二者差异无统计学意义(P=0.583)。p H值、温度及铜离子浓度对CSN的活性有明显影响。LV-CSN感染软骨细胞后CS/DNA组的基因转染效率显著高于裸p DNA组和CS/DNA组(P<0.05),但铜离子可以拮抗这种作用。[结论]在一定时间内LV-CSN感染软骨细胞后可稳定表达CSN,CSN的活性受p H值、温度及铜离子浓度的影响;CSN可提高CS/DNA对软骨细胞的基因转染效率,铜离子则可拮抗这种作用。     

聚乳酸羟基乙酸-泊洛沙姆纳米微粒作为siRNA载体的可行性

目的 探讨聚乳酸羟基乙酸-泊洛沙姆(PLGA-Poloxamer)纳米微粒作为siRNA载体的可行性.方法 乳剂溶解扩散法制备PLGA-Poloxarner纳米微粒,观察纳米微粒的物理特征,探讨不同制备条件对纳米微粒物理特征的影响,测定其对含siRNA片段的质粒DNA的包裹效率,检测释放的质粒DNA的结构稳定性,验证纳米微粒对质粒DNA的保护作用,测定其作为载体的基因转染效率.结果 PLGA-Poloxamer纳米微粒呈球形,粒径约为(210.1±24.3)nm,zeta电位为(-0.43 ±1.43)mV,包裹效率为31%.该微粒对质粒DNA有保护作用,释放的质粒DNA结构稳定,转染效率达28%.结论 PLGA-Poloxamer纳米微粒有望成为较理想的siRNA载体.     

乙肝病毒L颗粒作为肝癌靶向性基因治疗载体的研究

目的 评估乙肝病毒L蛋白颗粒作为一种新型肝癌靶向性基因治疗转运载体的可行性.方法 通过电穿孔方法(电压=400 V,脉冲时间=60 us,pGFP:L颗粒=4:10)将绿色荧光表达质粒pGFP导入乙肝病毒L颗粒,形成的L/pGFP颗粒转染各种肝来源细胞株以及非肝来源细胞株,以脂质体作为对照转染相同细胞株,荧光湿微镜检测各细胞株基因转运效率.结果 L/pG-FP颗粒对各种肝来源细胞株均保持较高的转染效率.对正常肝来源细胞L02的转染效率(67.0±2.6)%低于肝癌细胞株HepG2(75.0±3.5)%和7721(72.0±2.3)%,然而均显著高于脂质体的转染效率(P<0.05).非肝来源的乳腺癌细胞株MCF-7不能被L/pGFP颗粒有效转染.未接受电穿孔的L颗粒+pGFP混合液不能有效转染任何细胞株.结论 L颗粒能特异性、高效转运外源性基因至各种肝来源细胞,可作为一种安全高效的靶向性转运载体用于肝癌的基因治疗.     

葡聚糖磁性纳米颗粒在基因转染人树突状细胞中的研究

目的 评价葡聚糖磁性纳米颗粒作为基因载体在针对人树突状细胞转染中的可行性。方法 用紫外分光光度计及琼脂糖凝胶电泳法分析检测葡聚糖磁性纳米颗粒结合DNA的能力，再将葡聚糖磁性纳米颗粒作为基因载体连接绿色荧光蛋白pEGFP-C1质粒报告基因在体外转染人树突状细胞，并在转染后72h采用MTT比色法测定这种载体对人树突状细胞增殖和功能的影响以了解其细胞毒性。结果 在葡聚糖磁性纳米颗粒表面修饰多聚赖氨酸后，以静电引力作用结合DNA，其DNA结合率可达到75．6％，修饰多聚赖氨酸的葡聚糖磁性纳米颗粒可作为基因载体将报告基因转染至人树突状细胞内并成功表达，在荧光显微镜下可观察到绿色荧光细胞。与相同条件下脂质体为对照，转染后的人树突状细胞的增殖活性及功能略优于对照组，有效的证明了葡聚糖磁性纳米颗粒的细胞毒性稍低于脂质体的细胞毒性。结论 葡聚糖磁性纳米颗粒可作为有效转染人树突状细胞的基因载体之一。     

壳聚糖-负载增强型绿色荧光蛋白基因的质粒DNA纳米微球体外转染软骨细胞的能力及影响因素

目的 探讨壳聚糖介导体外基因转染软骨细胞的能力及不同条件下基因转染率的变化,以筛选最佳转染条件.方法 将壳聚糖与负载增强型绿色荧光蛋白(EGFP)基因的质粒DNA(pDNA)以复凝聚法制成壳聚糖/pEGFP纳米微球,用扫描电镜检测纳米微球的形态,Zeta电位粒度分析仪测定其粒径、表面电位及分散度.以脂质体为对照,观察对软骨细胞的毒性.体外转染兔关节软骨细胞,以裸pDNA及脂质体为对照,流式细胞仪及荧光显微镜检测基因转染率.检测在不同pH值、N/P比值及pDNA剂量下壳聚糖/pEGFP纳米微球介导对软骨细胞的转染率变化.结果 壳聚糖/pEGFP纳米微球呈球形,平均粒径为(141.5±26.7)nm,表面Zeta电位平均为(17.8±3.9)mV,分散度平均为0.227±0.025.细胞毒性试验显示壳聚糖/pEGFP纳米微球与软骨细胞相容性良好,与脂质体比较差异有统计学意义(P＜0.05).体外转染实验证实壳聚糖/pEGFP纳米微球能转染软骨细胞并在细胞内表达绿色荧光蛋白,在pH值为7.0、N/P为5、pDNA浓度为4.0μg/mL时基因转染率最高,48 h转染率达10.9％±0.2％.结论 复凝聚法制备的壳聚糖/pEGFP纳米微球是一种有效的非病毒基因转染系统,细胞毒性小,对软骨细胞有一定基因转染能力,其转染率与pH值、N/P比值及pDNA剂量等密切相关,pH值为7.0、N/P为5、pDNA浓度为4.0 μg/mL是其最佳转染条件.     

Targeted gene transfer into head and neck squamous cell carcinoma by nanosecond pulsed laser-induced stress waves

The search for new strategies to improve patient outcome and organ preservation is of great clinical interest in head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) treatment, and gene therapy is expected to play a promising role. In this study, we demonstrated the value of laser-induced stress waves (LISWs) as a novel method for nonviral gene transfer for gene therapy in HNSCC. The in vitro and in vivo transfection efficiency as well as in vitro cytotoxicity for HNSCC was investigated. Green fluorescent protein (GFP) expression and cell viability were analyzed in vitro after administration of a GFP-expressing plasmid or cationically modified GFP-expressing plasmid with LISW application. Luciferase expression in xenograft tumors was also quantitatively analyzed in vivo. The GFP gene was successfully transfected into HNSCC cells in vitro by LISW application. The cationically modified plasmid demonstrated enhanced transfection efficiency. LISWs are not associated with adverse effects after application to cells in vitro. The reporter genes were also successfully transfected into HNSCC tumors in vivo by LISW application. This technique is site specific, safe, and easily applicable for practical purposes. LISW gene therapy with therapeutic factors that inhibit tumor growth therefore has the potential as a future treatment for HNSCC.     

纳米磁流体-单纯疱疹病毒胸苷激酶重组质粒的构建及其对胃癌细胞增殖的影响

目的研究hTERT启动子调控下单纯疱疹病毒胸苷激酶（HSV-tk）重组质粒的构建、在人胃癌细胞BGC823中的表达及对胃癌细胞BGC823增殖的影响。方法构建重组质粒pGL3-hTERT-tk和相应的荧光报告质粒pGL3-hTERT-tk-Luc＋：经纳米磁流体PEG-PEI／Fe304转染胃癌细胞BGC823．荧光显微镜观察细胞形态变化和转染效率．免疫组织化学（免疫组化）方法检测目的基因在胃癌细胞BGC823中的表达．M1Tr法检测胃癌细胞BGC823的增殖能力．以上实验均以正常肝细胞L02为对照。结果重组质粒pGL3-hTERT-tk构建成功,其长度为1100bp。荧光素酶标记的阳性、阴性对照及治疗报告质粒pGL3-hTERT-TK-Luc＋均能有效转染高表达端粒酶活性的胃癌细胞BGC823,转染效率为（28．1±2．3）％。免疫组化结果显示,重组质粒组胃癌细胞BGC823的细胞质中可见大量HSV-tk基因编码的表达。MqT检测结果示．转染pGL3．hTERT-tk质粒4d后．BGC823细胞增殖受抑制．其A,,值为0．254±0．011,低于L02细胞的0．322±0．013;亦低于pGL3-basic-tk转染的BGC823细胞（0．357±0．014）（均P〈0．05）。结论纳米磁流体能将重组质粒pGL3-hTERT．tk转染BGC823细胞并获得表达,PEG-PEI／Fe3O4纳米磁流体-tk可显著抑制BGC823细胞增殖。有望成为胃癌基因治疗的新型生物制剂之一。