壳聚糖载体介导关节内基因转移：转染效率与基因产品的关系

目的:分析壳聚糖-DNA超微颗粒在关节内的转基因效应。方法:实验于2005-09/2006-06在上海交通大学医学院健康科学研究所骨科细胞与分子生物学实验室完成。实验材料:①模型制备:采用切断内侧副韧带,切除内侧半月板的方法制备骨关节炎兔模型。②基因产品:白细胞介素(interleukin,IL)1Ra基因、IL-10基因。实验分组:15只新西兰兔按随机数字表法分为3组:①空载体对照组(n=3),造模后5d两侧膝关节关节腔注射400μL壳聚糖-PcDNA3.1溶液,共3次,每48h1次。②IL-1Ra基因治疗组和IL-10基因治疗组,每组6只,造模后5d对照侧膝关节关节腔分别注射20μg裸DNA(PcDNA3.1-IL-1Ra或PcDNA3.1-IL-10),实验侧膝关节关节腔注射400μL壳聚糖-DNA超微颗粒(含20μgIL-1Ra或IL-10),注射次数及间隔时间同空载体对照组。实验评估:①采用酶联免疫吸附分析及免疫组织化学检测IL-1Ra和IL-10基因的表达和分布。②苏木精-伊红染色和甲苯胺蓝染色观察骨关节炎软骨组织学变化。结果:纳入新西兰兔15只,均进入结果分析。①IL-1Ra和IL-10基因在关节滑液中的表达:空载体对照组及IL-1Ra基因治疗组对照侧膝关节滑液中未检测到IL-1Ra表达,实验侧于第1次基因注射后7,14d检测到IL-1Ra表达。IL-10基因治疗组对照侧和实验侧均未检测到IL-10表达。②IL-1Ra基因在兔膝关节的分布:IL-1Ra基因治疗组兔软骨表层和中间层部分细胞内表达IL-1Ra,至少持续到第1次基因注射后14d。在滑膜组织中未观察到明显的IL-1Ra表达。③兔骨关节炎软骨组织学变化:空载体对照组呈早期骨性关节炎的典型性改变。苏木精-伊红染色显示软骨细胞坏死,蛋白多糖甲苯胺蓝染色不均一,软骨表层和中间层大部分区域失染,软骨细胞簇聚区域其周围深染。IL-1Ra基因治疗组在软骨损坏方面明显减轻,甲苯胺蓝部分失染。结论:①壳聚糖-DNA超微颗粒的转染效率与基因产品有关。②将IL-1Ra用关节腔直接注射壳聚糖-DNA超微颗粒的方法直接转移入关节腔能一定程度上减轻骨性关节炎的进程。

Intra-articular gene transfer mediated by chitosan vector: Transfection efficiency and gene product