载基因微泡介导β-galactosidase质粒转染心肌细胞的对照研究

目的　观察不同的载基因微泡介导体外培养心肌细胞报告基因转染与表达,探讨微泡性质 与浓度在超声破裂微泡介导基因转染过程中的效应。方法　以β galactosidase质粒为报告基因,制备两 种不同性质的载基因微泡,利用诊断性超声破裂微泡进行体外心肌细胞基因转染,测定β galactosidase表 达水平并进行细胞活性检测。结果　超声载基因破裂氟烷气体微泡(PESDA)转染组心肌细胞β galactosidase表达约为单纯质粒转染组80倍(P<0.01),并在一定范围内随微泡浓度增加而增高。超声 破裂载基因PESDA转染组基因表达水平明显高于超声破裂载基因声振白蛋白微泡(ASDA)转染组(P< 0.05),而两组对细胞活性影响却无明显差异(P>0.05)。结论　超声微泡性质及浓度对超声破裂微泡介 导基因转染效率具有重要影响,低能量诊断性超声破裂载基因PESDA较超声破裂载基因ASDA能更为 有效地介导基因转染,是一种安全高效的基因传输方法。     

超声靶向微泡破裂联合聚乙烯亚胺介导大鼠心肌母细胞Bax基因沉默

目的 探讨超声靶向微泡破裂(ultrasound-targeted microbubble destruction,UTMD)联合聚乙烯亚胺(polyethyleneimine,PEI)的方法转染大鼠心肌母细胞(H9c2细胞)以达到沉默Bax基因的效果.方法 构建靶向Bax基因的shRNA表达质粒,将其与微泡及PEI共同处理后加入H9e2细胞并予以超声辐照,实验分组为:①单纯质粒组;②Lipofectamine2000+质粒组;③UTMD+质粒组;④PEI+ UTMD+质粒组;⑤PEI+ SonoVue+质粒组(无超声辐照).采用荧光显微镜和FCM法评估基因转染效率,应用RT-PCR检测Bax mRNA水平的变化,Western Blot检测蛋白表达情况.结果 超声辐照对所构建的BaxshRNA表达质粒无破坏.H9c2细胞采用UTMD+ PEI处理后,转染率显著高于其他各组(P＜0.05).PT-PCR及Western Blot检测结果显示,PEI+UTMD+质粒组Bax mRNA及Bax蛋白表达抑制率分别为(71.41±4.91)％及(64.09±2.38)％,显著高于其余各组(P＜0.05).结论 超声靶向微泡破裂联合聚乙烯亚胺的方法能有效地沉默H9c2细胞Bax基因的表达.     

超声介导白蛋白微泡破裂对外源性基因在ECV304细胞和BALB/c鼠心肌中的表达

目的 探讨经超声介导白蛋白微泡破裂对外源性基因在体外ECV304细胞的转染效率及表达情况和在BALB／c鼠心肌中的表达及显像效果。方法 18只BALB／c小鼠分为裸质粒组（P组）、质粒＋超声介导转化组（P＋U组）、质粒＋白蛋白微泡＋超声介导转化组（P＋M＋U组），每组6只。选择携带增强绿色荧光蛋白基因（EGFP）的质粒DNA并与自制的白蛋白微泡相混，以超声介导白蛋白微泡破裂方法分别在体外对ECV304细胞及体内对BALB／c鼠心肌细胞进行基因转染，并测定基因转染和表达效率。结果 体内和体外研究表明，超声介导的白蛋白微泡破裂组（P＋M＋U组）与P和P＋U组相比可明显提高外源性基因转染及表达效率（P〈0．01）。体外采用频率0．8MHz、声强1．0W／cm^2、10％占空比，并30s两次的超声介导白蛋白微泡破裂可有效稳定地转染EGFP基因在ECV304细胞中的表达，并对细胞无毒副作用；体内超声介导白蛋白微泡破裂后具有良好的心肌灌注显像效果。结论 超声介导的白蛋白微泡破裂是一种安全且有效的基因转染方法，在一定的超声条件下可明显提高外源性基因在体内和体外的转染和表达。     

超声微泡转染前列腺癌细胞的参数筛选

目的观察不同辐照参数下超声微泡对前列腺癌细胞生长及基因转染效率的影响。方法采用噻唑兰比色法检测单纯超声、单纯微泡、超声辐照微泡对前列腺癌细胞生存率的影响。荧光显微镜观察超声微泡介导的质粒为EGFP基因与HSV l-TK基因共表达载体。观察它对前列腺癌细胞PC-3转染后荧光表达情况,Westernblot检测EGFP蛋白的表达情况。结果 MTT显示超声强度为1.0W/cm2,频率为1MHz,辐照时间30s时超声辐照对细胞无明显的抑制作用;采用不同浓度的微泡对前列腺癌细胞PC-3作用24h后,各实验组细胞存活率与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05);当采用最适的超声辐照时间辐照微泡浓度为10、20、40、80μL时,超声+微泡(80μL)组细胞存活率低,与对照组相比差异有统计学意义(P<0.05),而10、20、40μL组中细胞生长良好;转染EGFP后48h,在荧光显微镜观察对照组未见荧光表达,其他各组中均有荧光表达,并随着微泡剂量的增加,荧光表达量增多;Western blot检测显示各处理组中均有EGFP蛋白的表达,超声+微泡(20μL)+TK(1μg)组、超声+微泡(40μL)+TK(1μg)组的EGFP蛋白表达明显高于其他各组。结论在最适辐照参数下,超声微泡造影剂能够有效地促进TK基因的转染。     

超声介导SonoVue微泡破裂对hAng-1基因完整性和表达效率的影响

目的 探讨超声联合SonoVue微泡介导hAng-1基因转染293T细胞的转染效率及基因完整性和表达状况.方法 构建eGFP-C3-hAn-1质粒,根据不同实验组的设计,应用相应的微泡联合超声辐照条件进行293T细胞的eGFP-C3-hAng-1基因转染,转染后48 h,以荧光显微镜观察到绿色荧光为转染成功标志;流式细胞术检测基因转染阳性细胞率,台盼蓝染色检测细胞生存率;RT-PCR和Western blot技术检测hAng-1基因的mRNA和蛋白表达;琼脂糖凝胶电泳检测经超声辐射后质粒的完整性.结果 ①微泡浓度为20%,DNA浓度为15 mg/L时进行基因转染可获较好转染效率和细胞生存率;②转染体系中血清的存在并不影响转染效率和细胞生存率;③最适转染条件下的超声辐照剂量不会影响DNA的完整性,且转染后的基因可正常表达mRNA并翻译目的蛋白.结论 微泡联合超声辐照能够介导体外细胞治疗性基因的转染,血清的存在并不影响基因的转染,转染后的基因能顺利地表达并具有正常功能.     

脉冲超声辐照微泡增强脂质体介导基因转染的体外实验研究

目的 探讨脉冲超声辐照微泡超声造影剂提高脂质体介导增强型绿色荧光蛋白质粒在肝癌,细胞(HepG2)中转染率的可行性.方法 将HepG2接种在24孔板中,随机分为以下6组:①空白对照组;②质粒+脂质体组;③超声+质粒组;④超声+质粒+微泡组;⑤超声+质粒+脂质体组;⑥超声+质粒+脂质体+微泡组.荧光显微镜及流式细胞仪检测增强型绿色荧光蛋白表达及转染效率;MTT法检测此转染方法对HepG2生长活性的影响.结果 超声+质粒+脂质体组的转染效率最高,并对细胞活性无明显影响;而超声+质粒+脂质体+微泡组转染效率与超声+质粒+脂质体组比较差异无统计学意义(P＞0.05),但细胞活性与空白组比较差异有统计学意义(P＜0.05).结论 脉冲超声辐照可介导基因转染,并能提高脂质体基因转染效率.同时,在一定条件下,超声微泡造影剂可提高超声介导基因转染效率,此方法可为基因转染提供新的思路.     

超声微泡促进TDL复合物介导基因转染的体外实验

目的 研究超声微泡促进TDL复合物介导的肝细胞生长因子(HGF)基因在人脐静脉内皮细胞(HUVEC)中的转染效果.方法 将HUVEC接种在24孔板中,随机分为以下5组:(1) 空白对照组;(2) TDL复合物组;(3) TDL复合物 微泡组;(4) TDL复合物 超声组;(5) TDL复合物 微泡 超声组.荧光显微镜及流式细胞仪检测pIRES2-EGFP/HGF在细胞内的表达及转染效率.MTT法检测该方法对HUVEC生长活性的影响.RT-PCR及Western Blot检测HGF的mRNA及蛋白的表达.结果 TDL复合物 超声 微泡组的绿色荧光强度及转染率均高于其它各组,并对细胞活性无明显影响.TDL复合物 超声 微泡组的HGF mRNA及HGF蛋白的表达也均高于各组.结论 超声微泡可提高TDL复合物介导的基因在体外培养HUVEC的转染效率,并对细胞活性无明显影响,该方法为提高非病毒载体的转染效率提供一个新策略,可能成为缺血性心脏病基因治疗的有效手段之一.     

超声微泡介导野生型P53联合RB94基因转染HXO-Rb44细胞的实验研究

目的探讨超声微泡介导抑癌基因wtp53和Rb94基因转染对视网膜母细胞瘤HXO-Rb44细胞的生长抑制作用。方法以一定能量的超声介导wtp53、Rb94单独或联合转入视网膜母细胞瘤细胞株HXO-Rb44中,RT-PCR证实外源目的基因的表达后,MTT法检测不同基因转染后细胞的生长情况;转染48 h后流式细胞术检测细胞凋亡率,Western blot检测细胞bax蛋白表达。结果 RT-PCR结果显示单独或联合转染两基因的细胞,转入的外源性基因均被表达。与未转染的空白组HXO-Rb44细胞相比,联合转染wtpP53及Rb94基因的细胞生长速率明显降低,细胞增殖受抑制最明显,细胞凋亡率最高,凋亡相关蛋白bax表达量最多。结论超声微泡联合转染wtp53及Rb94基因比单独转染wtp53或Rb94基因在抑制HXO-Rb44细胞生长效应方面效果更强。     

超声联合阳离子微泡造影剂体外增强基因转染

目的探讨超声介导自制阳离子微泡破坏、增强基因转染的效果,并与普通脂质微泡对比,寻找一种更可靠、完善的基因载体工具。方法采用水浴机械震荡法,加入DC-胆固醇制备阳离子微泡,观察其物理特性并检测其体外载基因能力。将微泡和质粒DNA加入人脐静脉血管内皮细胞后分为6组,观测不同微泡浓度对细胞存活率的影响,应用荧光显微镜观察增强型绿色荧光蛋白的表达,流式细胞仪检测基因转染率,MTT法分析细胞存活率。结果自制阳离子微泡形态规整、分散度好,最大载基因率为39.7%。超声联合阳离子微泡能够增强基因转染,与普通脂质微泡组相比差异有统计学意义;随着微泡浓度增加,细胞损伤增大。结论采用自制阳离子微泡可在体外实现较高效率的基因转染。     

超声微泡介导绿色荧光蛋白基因在视网膜神经节细胞表达的实验研究

目的探讨超声微泡介导绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)基因在视网膜神经节细胞(retinal ganglion cells,RGCs)中的转染效率、优化转染的条件及毒性。方法体外培养RGCs,以GFP基因为报告基因,微泡造影剂(声诺维)为载体,用超声辐照介导质粒pEGFP-N1转染RGCs。实验组为质粒组、微泡+质粒组、超声+质粒组、超声+微泡+质粒组,超声+微泡+质粒组根据转染条件不同分成亚组;对照组为空白对照。荧光显微镜和流式细胞仪测定GFP的表达,MTT法检测RGCs的活性。结果与超声+质粒组相比,超声+微泡+质粒组RGCs转染率增加约5倍。优化转染条件后,频率300kHz,声强1.25W/cm2,连续波,辐照时间60s,微泡浓度45μg/ml,质粒浓度50μg/ml时,24孔板培养的RGCs转染率为(26.87±3.12)%。毒性实验证明超声微泡在该条件下进行基因转染对RGCs无毒副作用。结论在一定条件下,超声破裂微泡能增强基因的转染与表达,有望成为一种安全、有效的基因载体。     

亚微米级超声微泡造影剂的制备及体外基因转染效率的实验研究

目的 探索制备亚微米级超声微泡造影剂的方法 ,以GFP作为目的 基因验证其作为一种新型基因载体的可行性.方法 以高剪切分散法制备超声微泡造影剂,透射电镜及激光粒度分析仪检测其形态及粒径;将超声微泡造影剂与不同剂量的绿色荧光蛋白质粒PShuttle-IRES-hrGFP-1结合后转染HepG2细胞,利用荧光显微镜观察并检测其基因转染效率.结果 自制超声微泡造影剂为均匀分散的圆泡,粒径分布在282.2～415.7 nm之间,平均值为(335±5)nm,达到亚微米级;该微泡能将GFP基因成功转运到HepG2细胞内并高效表达,转染效率达32.61%±3.42%.结论 自制亚微米级超声微泡造影剂粒径小、分散均匀,并能成功转运外源DNA进入细胞内,可作为一种新型基因载体.     

超声辐照和SonoVue微泡在介导hAng-1基因体外转染时的作用和量效关系探讨

目的 探讨超声辐照和SonoVue微泡分别使用和联用在介导hAng-1基因体外转染过程中的作用以及辐照强度和微泡浓度对转染效率和细胞活性的影响.方法 实验分四组A组:单纯超声辐照+质粒组;B组:微泡+质粒组;C组:超声辐照+微泡+质粒组和空白对照组D组. C组内转染参数分别设置为超声照射强度0.5、1.0 、1.5和2.0 W/cm~2,微泡浓度5%、10%、20%、30%和40%.将连接有eGFP-C_3-hAng-1质粒的SonoVue微泡对293T细胞进行转染,48 h后检测各组基因转染效率和细胞存活率. 结果转染48 h后C组转染效率最高,荧光阳性细胞数最多,强度最大;A组转染效率很低,见少量荧光表达;B、D组无明显基因转染发生.随着超声照射强度和微泡浓度的增加,基因转染效率会逐步升高,具有统计学意义.微泡浓度大于20%、超声照射强度超过1.5 W/cm~2后基因转染效率不再升高甚至降低,细胞死亡率显著增高(P<0.01).结论 SonoVue微泡介导外源基因转染必须联合超声辐照才能获得较好的转染效率.对于hAng-1基因和SonoVue微泡,选择声强1.5 W/cm~2,微泡浓度20%是相对最佳转染条件.     

低频超声联合微泡造影剂增强脂质体介导pEGFP-N1基因转染体外前列腺癌细胞

目的探讨低频超声联合微泡造影剂增强脂质体介导增强型绿色荧光蛋白质粒(pEGFP-N1)转染前列腺癌细胞的可行性,并对超声微泡浓度参数进行优化。方法将前列腺癌PC-3细胞悬液分为空白对照组、超声组、微泡组、微泡+超声组、脂质体组、脂质体+微泡组、脂质体+超声组、脂质体+微泡+超声组,其中脂质体+微泡+超声组根据微泡体积浓度不同分为(0、10%、20%、30%、40%和50%)6个亚组。经超声辐照,24h后用荧光显微镜观察细胞中基因表达情况,并用流式细胞仪检测转染率。结果脂质体+微泡+超声组基因转染效率最高,与其他组比较差异均有统计学意义(P均<0.05);在脂质体+微泡+超声亚组中,微泡浓度为20%亚组基因转染率最高。结论低频超声联合微泡能有效增强脂质体介导pEGFP-N1基因在体外前列腺癌细胞中的转染率,20%是体外基因转染前列腺癌细胞的最佳微泡浓度。     

超声微泡介导自杀基因对卵巢癌细胞的抗瘤效应

目的探讨超声微泡介导自杀基因对卵巢癌SKOV3细胞抗瘤效应的机制。方法采用最适超声转染参数,以超声介导微泡转染pORF-HSV1TK质粒,将SKOV3细胞分成6组:阴性对照组(C组)、超声辐照组(U组)、脂质体组(L组,阳性对照组)、脂质体+超声辐照组(L+U组)、脂质体+微泡+超声辐照组(L+M+U组)和微泡+超声辐照组(M+U组)。以RT-PCR检测HSV1TK的表达,以MTT测定各组细胞增殖抑制率。光镜下观察各组转染细胞数量、形态变化,以流式细胞术(FCM)检测各组细胞凋亡率及细胞周期。结果L+M+U组HSV1TK基因表达最强,细胞增殖抑制率明显高于其他组(P均<0.05),且光镜下细胞数量减少最多,形态明显异常;其细胞凋亡率为(49.13±0.82)%,且大多数细胞周期被阻断于G1期(P<0.05)。结论超声介导微泡能增强HSV1TK/GCV系统抑制SKOV3增殖和诱导SKOV3凋亡的作用,且将SKOV3细胞周期阻断在G1期,从而发挥抗瘤效应。     

超声微泡介导体外转染hAng-1基因最佳条件的初步探讨

目的 探讨SonoVue微泡携带人血管生成素-1(hAng-1)基因在体外转染时超声照射强度、微泡浓度、DNA浓度等对转染效率和细胞活性的影响,以确定最佳转染条件.方法 将连接有eGFP-C_3-hAng-1质粒的SonoVue微泡以不同方式与293 T细胞混合,在超声照射下进行基因转染.分别检测不同超声照射强度、照射时间、不同微泡浓度和DNA浓度下的基因转染效率和细胞存活率.结果 随着超声照射强度、照射时间、微泡浓度和DNA浓度的增加,基因转染效率显著增加,细胞存活率在90%以上;当照射强度达到1.5 W/cm~2以上,照射时间超过30 s,微泡浓度和DNA浓度分别达到20%和15 mg/L后hAng-1基因的转染效率不再显著升高,而细胞存活率显著下降(P<0.01).结论 SonoVue微泡体外转染hAng-1基因的最佳条件为以细胞贴壁方式混合载基因微泡.照射强度1.5 W/cm~2,照射时间30 s,微泡浓度和DNA浓度分别为20%和15 mg/L.     

超声微泡介导EGFP 质粒对视网膜母细胞瘤细胞转染效率的实验研究

目的探讨不同浓度的超声微泡造影剂，在不同声强的超声辐照下，介导DNA质粒转染视网膜母细胞瘤（RB）细胞的效率及可行性，为实现外源基因高效、定向的转移奠定基础。方法将培养的RB细胞分别予以超声条件为0．25，0．5，0．75，1．0，1．25W／cm^2，60S的连续波辐照，微泡造影剂浓度为1％，100．4，20％，30％，以筛选出对RB细胞活性无明显抑制的最适超声声强、辐照时间和微泡浓度。根据以上筛选条件，转染EGFP基因入RB细胞，24～48h后，在荧光显微镜下观察EGFP表达情况，并用RT-PCR对EGFPmRNA进行半定量检测。结果声强〈0．75W／cm^2（60s），以及微泡浓度〈20％时，对RB细胞的活性无明显抑制。当微泡浓度10％，超声声强为0．5W／cm^2或0．75W／cm^2时，介导的DNA质粒对RB细胞转染具有较高的转染效率，明显高于其他实验组。超声声强为0．5W／cm^2或0．75W／cm^2介导的转染效率，在统计学上差异无显著性意义。结论浓度适当的微泡在优化的声强条件下，能够有效地提高DNA质粒在RB细胞中的转染效率。     

超声破裂载基因微泡增强心肌细胞受磷蛋白反义RNA转染

目的 探讨超声破裂载基因微泡增强心肌细胞反义RNA转染与表达的效应.方法 构建受磷蛋白(phospholamban,PLB)反义RNA真核表达质粒PcDNA 4.1-asPLB,采用磷酸钙共沉淀、超声辐照及超声破裂载基因微泡等方法介导反义RNA转染.采用RT-PCR及Western blot检测心肌细胞PLB、肌浆网钙ATP酶(sarcoplasmic retculum Ca2+ATPase,SERCA2a)mRNA和蛋白表达水平,观察不同方法介导PLB反义RNA转染对心肌细胞PLB及SERCA2a表达的影响.结果 与空载体PcDNA4.1比较,PcDNA4.1-asPLB能特异地抑制心肌细胞PLB表达(P＜0.05).超声破裂载基因微泡明显增强反义RNA转染与表达,与其他转染组比较差异具有统计学意义(P＜0.05).PcDNA4.1-asPLB对SERCA2a表达无明显影响,但降低PLB/SERCA2a比值.结论 超声破裂载基因微泡是一种高效的反义RNA转染方法,其介导PcDNA4.1-asPLB转染能明显抑制心肌细胞PLB表达.     

Effect of albumin and dextrose concentration on ultrasound and microbubble mediated gene transfection in vivo

Ultrasound and microbubble mediated gene transfection has great potential for site-selective, safe gene delivery. Albumin-based microbubbles have shown the greatest transfection efficiency but have not been optimised specifically for this purpose. Additionally, few studies have highlighted desirable properties for transfection specific microbubbles. In this article, microbubbles were made with 2% or 5% (w/v) albumin and 20% or 40% (w/v) dextrose solutions, yielding four distinct bubble types. These were acoustically characterised and their efficiency in transfecting a luciferase plasmid (pGL4.13) into female, CD1 mice myocardia was measured. For either albumin concentration, increasing the dextrose concentration increased scattering, attenuation and resistance to ultrasound, resulting in significantly increased transfection. A significant interaction was noted between albumin and dextrose; 2% albumin bubbles made with 20% dextrose showed the least transfection but the most transfection with 40% dextrose. This trend was seen for both nonlinear scattering and attenuation behaviour but not for resistance to ultrasound or total scatter. We have determined that the attenuation behaviour is an important microbubble characteristic for effective gene transfection using ultrasound. Microbubble behaviour can also be simply controlled by altering the initial ingredients used during manufacture.     

超声介导质粒GFP转染小鼠H2K成肌细胞的实验研究

目的 探讨超声介导基因转染小鼠骨骼肌细胞的作用。方法 采用质粒GFP作为目的基因，超声(频率1MHz，脉冲波，工作周期20％)作用于H2K成肌细胞，分别使用两种空间时间峰值强度(0．5W／cm^2、1W／cm^2)，照射时间分别为10s、20s、30s、40s、50s、60s。流式细胞仪测定GFP阳性细胞率，台盼蓝染色测定细胞生存率。结果 较低能量超声(0．5W／cm^2)GFP阳性细胞率总体显著低于较高能量超声(1W／cm^2)，超声增强GFP转染H2K细胞的最佳条件为：空间时间峰值强度1W／cm^2，照射时间40～50s。超声作用并未明显增加细胞死亡率。结论 超声在增强骨骼肌细胞基因转染领域应用前景广阔。     

超声造影剂Levovist介导质粒GFP转染小鼠骨骼肌细胞的实验研究

目的探讨空气型微泡造影剂Levovist介导基因转染小鼠骨骼肌细胞的作用。方法采用质粒GFP作为目的基因，超声(1MHz脉冲波，20％工作周期，空间时间峰值强度1W／cm^2)结合Levovist作用于小鼠H2K成肌细胞，照射时间分别为10s、20s、30s、40s、50S、60s，流式细胞仪测定GFP阳性细胞率，台盼蓝染色测定细胞生存率。超声结合Levovist作用于小鼠胫前肌，1周后处死小鼠，荧光显微镜测定GFP阳性肌纤维数，HE染色估计肌肉破坏面积。结果超声单独作用于H2K细胞显示出较佳的增强GFP基因表达的作用，加入微泡造影剂Levovist后，细胞死亡率显著增加，GFP基因表达水平降低；动物实验显示，Levovist结合或不结合超声均无增强GFP基因表达水平作用，但会增加肌肉损伤面积。结论本实验条件下，Levovist无增强骨骼肌细胞基因表达作用，却加重细胞损伤。