超声引导下瘤体内注入超声造影剂和P53基因治疗大鼠肝癌的初步研究

目的　探讨超声引导下将超声造影剂和人野生型 p5 3基因直接注入瘤体内对大鼠肝癌基因表达的影响。方法　采用免疫抑制法建立大鼠原位肝癌模型。 2 4只实验Wistar大鼠随机分成 4组。第 1组 :超声引导下将基因直接注入瘤体内并不用超声照射 ;第 2组 :注入基因后用超声照射瘤体 ;第 3组 :注入造影剂和p5 3基因后不行超声照射 ;第 4组 :用超声照射注入造影剂和基因的瘤体。 48h后用半定量逆转录 聚合酶链式反应 (RT PCR)测定肝癌细胞内 p5 3mRNA的表达情况。 结果　超声引导下可准确地将基因注入肝癌内 ,4组肝癌细胞内均有 p5 3mRNA的表达 ,第 4组的表达量最高 ,明显高于其他三组 ( P <0 .0 0 1)。第 2组的基因表达量次之 ,高于另外两组 (P <0 .0 5 )。第 1、3组间在外源基因表达上的差异没有显著性意义 (P >0 .0 5 )。结论　超声引导下瘤体内注射超声造影剂和p5 3基因后用超声照射 ,既可有效地控制肝癌基因治疗的靶向性 ,又能提高外源基因的表达量。     

超声造影剂促进野生型p53基因转染抑制大鼠卵巢癌生长的实验研究

目的 探讨超声辐照造影剂微泡促进野生型p53基因转染进而抑制大鼠卵巢癌生长的有效性。方法构建野生型p53真核质粒表达载体pcDNA3．1＋／p53，将40只卵巢癌荷瘤大鼠分成4组。第1组瘤体内注入造影剂微泡和野生型p53质粒混合物，并用超声辐照大鼠腹部瘤区；第2组注入裸质粒后予以超声辐照瘤体；第3组注射超声造影剂和基因混合物后无超声辐照；第4组仅注入裸质粒而无超声辐照。每组进行基因转染每周1次，共进行8次。2月后用逆转录-聚合酶链式反应（RT-PCR）检测野生型p53 mRNA在卵巢癌组织中的表达，Western Blot检测野生型p53基因蛋白表达。结果成功构建野生型p53真核质粒表达载体pcDNA3．1＋／p53，埋线法建立卵巢癌动物模型；用超声波辐照微泡促进基因转染后见p53基因转录及表达。第1组p53 mRNA的表达明显增强，高于其他3组，约是第2组的2．65倍，第4组的5．95倍。第2组高于未行超声辐照组，是第4组的2．23倍。第3、4组基因表达差异无统计学意义；Western Blot分析示p53基因蛋白表达的差异模式基本同mRNA，即第1组p53 mRNA的表达增强，高于其他3组，约是第2组的1．75倍，第4组的3．13倍；第2组高于未行超声辐照组，是第4组的1．79倍；第3、4组基因表达差异无统计学意义。结论瘤体内注射造影剂微泡和野生型p53质粒混合物后行超声辐照，可明显增加质粒基因在癌瘤组织中的导人及表达，超声联合造影剂微泡可作为卵巢癌基因治疗中促进基因转移的辅助方法。     

超声造影剂无创性介导P53基因治疗肝癌的探讨

目的探讨超声破坏造影剂微气泡介导人野生型P53基因治疗大鼠肝癌的效果.方法将24只患有原位肝癌的Wistar大鼠随机分为4组:第1组:仅经股静脉注入P53质粒;第2组:输入P53质粒后,立刻用二次谐波超声经体表照射瘤区;第3组:注入造影剂和P53基因后不行超声照射;第4组:注入造影剂和基因后,立刻用超声照射瘤区. 48 h后用半定量RT-PCR法检测肝癌细胞、肺、肾细胞内P53 mRNA的相对表达量.结果 RT-PCR检测各实验组细胞内均有P53 mRNA的表达.第4组肝癌细胞内的基因表达量最高,与第1、2、3组间有显著性差异(P＜0.001);第2组与第1、3 组间有显著性差异(P＜0.05).超声照射的肝癌细胞内P53基因表达量增大,而未行超声照射的肝、肾细胞内则没有显著性变化.结论经外周静脉注入超声造影剂和治疗基因后用超声照射靶组织,是一种无创、高效、安全的靶向性基因导入技术.     

外周静脉注入超声造影剂介导p53基因治疗大鼠肝癌的实验研究

目的 :研究超声参数和超声造影剂对人野生型 p5 3基因导入大鼠肝癌细胞效果的影响 ,以探讨一种新型、高效的基因导入方法。方法 :采用免疫抑制法建立大鼠原位肝癌模型。将一定体积造影剂和一定数量的 p5 3质粒经股静脉注入后 ,立刻用二次谐波模式的超声经体表照射瘤区 ,并选用不同的时间和机械指数。 2 d后用半定量 RT-PCR法检测大鼠肝癌细胞内 p5 3m RNA的相对表达量。结果 :未导入 p5 3质粒的肝癌细胞内没有 p5 3m RNA的表达 ,随着质粒注入量的增加 ,基因表达量明显增多。造影剂能明显促进基因表达 ,与未注入者相比有显著性差异 (P<0 .0 0 1) ,并与造影剂的体积有关。超声照射可提高基因的转化率 ,并与照射时间和机械指数有关。结论 :经外周静脉注入超声造影剂和基因后用超声照射靶组织 ,是一种新型的基因导入方法 ,既可控制肝癌基因治疗的靶向性 ,又能提高外源基因的表达水平。     

超声造影剂SonoVue介导P53基因转染胰腺癌的实验研究

目的探讨超声造影剂SonoVue联合超声辐照介导野生型P53基因对裸鼠胰腺癌的转染作用。 方法构建野生型P53真核质粒表达载体pcDNA3.1＋/P53,建立裸鼠胰腺癌皮下模型。将60只荷瘤裸鼠分成4组,第1组瘤体内注入造影剂＋P53质粒,超声辐照瘤体;第2组注入P53质粒后超声辐照;第3组注射造影剂＋P53质粒;第4组注入P53质粒。利用RT-PCR、western blot、免疫组化检测P53基因在组织中的表达情况。 结果成功构建了P53真核质粒表达载体pcDNA3.1＋/P53及建立了胰腺癌动物模型;超声辐照微泡造影剂可促进P53基因在胰腺癌中的转染及表达。第1组P53的表达量明显高于其他3组（P〈0.05）,第2组基因表达高于第3、4组（P〈0.05）,第3、4组间基因表达差异无统计学意义（P〉0.05）。 结论造影剂联合超声辐照可明显增加P53基因在胰腺癌中的转染,可作为促进P53基因转染胰腺癌的辅助方法。     

诊断超声照射下微泡造影剂对绿荧光蛋白质粒在肌肉细胞内表达的作用

目的评价诊断超声照射下微泡造影剂对绿荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)质粒在Wistar大鼠胫前肌中表达的作用。方法选用200 g左右成年Wistar大鼠40只,随机分为4组,每组10只,第1组只对大鼠胫前肌注射GFP质粒;第2组对大鼠胫前肌注射GFP质粒和造影剂的混合物;第3组对大鼠胫前肌注射GFP质粒和造影剂的混合物并加超声照射;第4组为阴性对照。12 d后处死动物,取胫前肌标本,制作冰冻切片后立即在荧光显微镜下观察。计数GFP阳性表达细胞数。部分组织经甲醛固定、石蜡包埋,光镜下观察病理改变。结果第3组GFP阳性表达细胞数最多[(345±19)个],与第1组[(109±15)个]、第2组[(111±14)个]差异有统计学意义(P<0.01)。第1组、第2组间差异无统计学意义(P=0.784)。所有受检组织光镜下检查未发现出血、坏死、炎症等病理改变。结论微泡造影剂在诊断超声照射下可以促进局部注射GFP质粒在大鼠胫前肌的转染。     

超声造影剂及超声辐照对TIMP-1 siRNA在肝纤维化大鼠肝组织中表达的影响

目的观测超声造影剂及超声辐照对TIMP-1 siRNA质粒转染肝纤维化大鼠肝组织内TIMP-1基因表达的影响。 方法采用二甲基亚硝胺（DMN）方法建立大鼠肝纤维化模型，72只造模大鼠在第6周随机均分成3组，质粒组（P组）、质粒＋造影剂及超声照射组（P＋U组）、对照组。2d、6d及12d后各组分别随机取8只处死、取肝、肾、肺、脑、心肌组织快速冷冻切片，荧光显微镜下观察各组织内TIMP-1 siRNA荧光表达；FQ—PCR测定肝组织TIMP-1 mRNA表达。 结果2d后，P组肝、肾、肺、脑、心肌组织内均有少量TIMP-1 siRNA绿色荧光表达，组间无显著差异，P＞0．05；P＋U组肝组织内TIMP-1 siRNA荧光表达明显增强，较其它组织差异显著，P＜0．001。P组及P＋U组肝组织TIMP-1 mRNA表达量均较对照组明显降低，P＜0．001；P＋U组降低较P组显著，P＜0．001；P＋U组6d时TIMP-1 mRNA表达量最低，后依次为48h、12d。 结论TIMP-1 siRNA对肝纤维化大鼠TIMP-1基因表达抑制作用明显；超声造影剂及超声辐照能够明显增高基因转染效率，并有将基因载体靶向定位于肝组织释放的作用。     

超声微泡造影剂对心肌组织毛细血管通透性的影响实验研究

目的　研究超声破坏微泡造影剂对靶区内心肌组织毛细血管通透性的影响 ;探讨超声微泡造影剂增强基因转染的机制。方法　 2 4只健康雄性 Wistar大鼠 ,取 15只分为 3组 ,第 1组经静脉输入含有伊文思蓝 (Evans blue,EB)的微泡造影剂 ,并采用超声波在鼠胸壁辐照约 6 min破坏心肌组织内造影剂 ;第 2组采用超声照射 ,同时经静脉单纯输入 EB溶液 ;第 3组单纯经静脉输入 EB作为对照。照射完毕 2 h后放血处死大鼠 ,使用标准曲线和分光光度法测量各组大鼠心肌组织中 EB含量 (作为反映血管通透性的指标 )。另 9只大鼠随机分为 3组 ,每组 3只。第 1组经静脉输入微泡造影剂 ,并采用超声波在鼠胸壁辐照约 6 min破坏心肌组织内造影剂 ;第 2组单纯采用超声照射 ;第 3组不加任何处理 ,作为对照。照射完毕即刻处死大鼠 ,取心肌组织进行电镜观察毛细血管的改变。结果　采用超声照射 ,并经静脉输入微泡造影剂的大鼠 ,心肌组织中 EB含量为 (75 .33± 16 .80 )μg/ g,比单纯超声照射[(32 .2 1± 9.5 3)μg/ g]及心肌正常组织 EB含量 [(37.16± 7.98)μg/ g]明显增加 (P<0 .0 5 )。电镜结果显示超声破坏微泡后 ,能使毛细血管破裂 ,红细胞溢出于毛细血管外。结论　超声波触发破坏微泡造影剂后能使心肌组织毛细血管通透性增加 ,可     

低频超声联合SonoVue微泡促进裸鼠基因体内转染的可行性

目的 探讨利用低频超声联合SonoVue微泡造影剂促进基因转染人前列腺癌裸鼠皮下移植瘤的可行性。方法 采用人前列腺癌PC-3细胞建立裸鼠皮下移植瘤模型,成瘤后随机分为空白组（仅注射生理盐水）、单纯质粒组（注射生理盐水和质粒混悬液）、低频超声组（注射生理盐水和质粒混悬液后超声辐照）和低频超声+微泡组（注射超声微泡造影剂和质粒混悬液后超声辐照）。超声辐照条件：功率3 W/cm²,占空比5：5,频率80 kHz,辐照10 min。基因转染3天后在激光共聚焦显微镜下观察各组绿色荧光蛋白表达情况,并分析其平均荧光强度;同时行常规病理检查,观察低频超声联合微泡辐照对组织的损伤程度。结果 4组中,仅低频超声+微泡组可见明显绿色荧光,与其他各组差异均有统计学意义（P均<0.05）;空白组、单纯质粒组和低频超声组均未见明显绿色荧光。各组均未见明显组织损伤。结论 SonoVue微泡造影剂在低频超声辐照下能够安全有效地促进pEGFP基因转染进入人前列腺癌裸鼠皮下移植瘤组织内。     

超声微泡造影剂介导EGFP质粒转染大鼠视网膜的实验研究

目的探讨超声破坏微泡介导EGFP质粒转染大鼠视网膜的效率及可行性，为实现外源基因高效、定向的转移目的奠定基础。方法将30只Long-evans大鼠分为6组，第1组仅以0．5w／cm。的超声波辐照大鼠眼球，第2组于尾静脉输入适当剂量的微泡造影剂，并立即以相同能量的超声波辐照大鼠眼球，第3组于尾静脉输入质粒，第4组于尾静脉输入质粒，并以超声辐照大鼠眼球，第5组于尾静脉输入质粒与微泡，第6组尾静脉输入质粒、微泡，并用超声辐照眼球。转染2周后，在激光共聚焦显微镜下观察EGFP表达情况。结果超声微泡介导的EGFP质粒对大鼠视网膜的转染效率，明显高于其他实验组。一定能量和时间的超声波辐照，及适当浓度的微泡，对大鼠视网膜脉络膜无明显损伤。结论利用低频率和一定能量的超声击碎携带EGFP质粒的超声微泡造影剂，能够有效地提高EGFP质粒在大鼠视网膜的转染效率。     

Development of safe and efficient novel nonviral gene transfer using ultrasound: enhancement of transfection efficiency of naked plasmid DNA in skeletal muscle

Although clinical trials of stimulation of angiogenesis by transfection of angiogenic growth factors using naked plasmid DNA or adenoviral vector have been successful, there are still unresolved problems for human gene therapy such as low transfection efficiency and safety. From this viewpoint, it is necessary to develop safe and efficient novel nonviral gene transfer methods. As therapeutic ultrasound induces cell membrane permeabilization, ultrasound irradiation might increase the transfection efficiency of naked plasmid DNA into skeletal muscle. Thus, we examined the transfection efficiency of naked plasmid DNA using ultrasound irradiation with echo contrast microbubble (Optison) in vitro and in vivo experiments. First, we examined the feasibility of ultrasound-mediated transfection of naked plasmid DNA into skeletal muscle cells. Luciferase plasmid mixed with or without Optison was transfected into cultured human skeletal muscle cells using ultrasound (1 MHz; 0.4 W(2)) for 30 s. Interestingly, luciferase activity was markedly increased in cells treated with Optison, while little luciferase activity could be detected without Optison (P < 0.01). Electron microscopy demonstrated the transient formation of holes (less than 5 microM) in the cell surface, which could possibly explain the rapid migration of the transgene into the cells. Next, we studied the in vivo transfection efficiency of naked plasmid DNA using ultrasound with Optison into skeletal muscle. Two days after transfection, luciferase activity in skeletal muscle transfected with Optison using ultrasound was significantly increased about 10-fold as compared with plasmid alone. Successful transfection was also confirmed by beta-galactosidase staining. Finally, we examined the feasibility of therapeutic angiogenesis using naked hepatocyte growth factor (HGF) plasmid in a rabbit ischemia model using the ultrasound-Optison method. Five weeks after transfection, the angiographic score and the number of capillary density in rabbits transfected with Optison using ultrasound was significantly increased as compared with HGF plasmid alone (P < 0.01), accompanied by a significant increase in blood flow and blood pressure ratio (P < 0.01). Overall, the ultrasound transfection method with Optison enhanced the transfection efficiency of naked plasmid DNA in vivo as well as in vitro. Transfection of HGF plasmid by the ultrasound-Optison method could be useful for safe clinical gene therapy to treat peripheral arterial disease without a viral vector system.     

Insonation facilitates plasmid DNA transfection into the central nervous system and microbubbles enhance the effect

Many of the diseases which affect the central nervous system are intractable to conventional therapies and therefore require alternative treatments such as gene therapy. Therapy requires safety, since the central nervous system is a critical organ. Choice of nonviral vectors such as naked plasmid DNA may have merit. However, transfection efficiencies of these vectors are low. We have investigated the use of 210.4 kHz ultrasound and found that 5.0 W/cm(2) of insonation for 5 s most effectively transfected a plasmid DNA into culture slices of mouse brain (147.68-fold increase compared with 0 W/cm(2) of insonation for 5 s). The effect was reinforced by combination with echo contrast agent, Levovist. One hundred fifty mg/mL of Levovist significantly increased gene transfection by ultrasound (5.23-fold when insonated at 5.0 W/cm(2) for 5 s). When DNA was intracranially injected, Levovist also enhanced gene transfection in newborn mice (4.49-fold increase when insonated at 5.0 W/cm(2) for 5 s). Since ultrasound successfully transfected naked plasmid DNA into the neural tissue and Levovist enhanced the effect, this approach may have a significant role in gene transfer to the central nervous system.     

超声靶向微泡介导PEDF质粒转染小鼠肝癌的实验研究

目的探讨超声靶向微泡介导色素上皮源性因子(PEDF)质粒转染HepG2荷瘤裸鼠的治疗价值。方法建立裸鼠HepG2肝细胞肝癌模型,随机分为5组。Ⅰ组:对照组;Ⅱ:PEDF质粒组;Ⅲ组:PEDF质粒+微泡组;Ⅳ组:微泡+超声辐照组;Ⅴ组:PEDF质粒-微泡+超声辐照组。疗程结束后观察瘤结节的超声造影特征,计算抑瘤率,并检测瘤组织PEDF蛋白表达。应用SPSS软件分析各组间各参数的差异。结果疗程结束后,Ⅴ组瘤结节超声造影增强明显弱于Ⅰ组;Ⅳ组及Ⅴ组抑瘤率明显高于Ⅱ、Ⅲ组;Ⅴ组瘤组织PEDF蛋白表达高于其他各组。结论超声靶向微泡介导PEDF质粒有助于提高质粒转染率,抑制肿瘤血管生成及肿瘤生长,为肝细胞肝癌的治疗提供了一个新的途径。     

超声辐照携TIMP-1siRNA微泡对大鼠肝纤维化的影响

目的 探讨携TIMP-1 siRNA的造影剂微泡在超声辐照条件下对肝纤维化大鼠组织学改变的影响。方法二甲基亚硝胺建立肝纤维化模型，6周后分组并静脉质粒注射，2天后观察肝、肾、肺、脑、心肌组织内基因荧光表达；12天后检测肝组织内TIMP-1 mRNA、蛋白表达及胶原纤维变化。结果2天后，超声照射微泡组基因荧光表达明显增强，较其他组织差异显著，P〈0．001；12天后，其TIMP-1 mRNA及蛋白表达、胶原含量均较单质粒组及对照组减低，P〈0．001。结论超声辐照携TIMP-1 siRNA超声微泡有将目的基因定位释放作用，TIMP-1 siRNA转染肝纤维化大鼠可改善肝纤维化结构，为肝纤维化的基因治疗提供了新的思路及方法。