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.     

超声靶向微泡破坏联合聚乙烯亚胺增强小鼠肌肉基因转染的实验研究

目的 探讨超声(US)靶向微泡(MB)破坏(UTMD)联合聚乙烯亚胺(PEI)对小鼠肌肉基因转染的增强效果.方法 30只Balb/c小鼠随机分为6组,每组5只.绿色荧光蛋白(GFP)质粒DNA (20μg)按下列分组与SonoVue微泡和(或)PEI混合,注入小鼠后肢胫前肌内,然后予以治疗性超声辐照(声强2 W/cm2,占空比50％,超声辐照声强与占空比在实验前予以优化).A组:PBS组(空白对照组);B组:质粒+ US;C组:质粒+MB+ US;D组:质粒+PEI组;E组:质粒+PEI+ US组;F组:质粒+PEI+ MB+US组.10d后处死小鼠,立即取小鼠双后肢胫前肌冰冻切片,荧光显微镜计数GFP阳性肌纤维数.组织同时送检石腊切片,HE染色光镜观察有无炎性损伤及坏死.结果 A组肌肉组织内未见明显绿色荧光;B组可见绿色荧光表达肌纤维,计数为(14±3)个;C组GFP阳性纤维个数(58±6)个,D组(96±7)个,E组(119±11)个,F组(158±18)个.F组的GFP阳性纤维数最多,与其他各组比较差异均有统计学意义 (P＜0.05).各组石腊切片未显示明显的炎症反应和坏死.结论 UTMD联合PEI可显著提高小鼠肌肉组织的基因转染效率.     

超声靶向微泡破坏联合聚乙烯亚胺增强裸鼠移植瘤基因输送的初步研究

目的 探讨超声靶向微泡破坏(UTMD)联合聚乙烯亚胺(PEI)增强裸鼠Hela细胞(人宫颈癌)移植瘤基因输送的可行性和应用价值.方法 分别将2种质粒DNA[红色荧光蛋白质粒(RFP)和荧光素酶质粒(pCMV-LUC)]与PEI以不同氮/磷酸盐比(N/P比)混合,利用凝胶阻滞实验对PEI/DNA复合物进行分析.经荷瘤裸鼠尾静脉分别注入PBS、质粒、质粒+Sono Vue微泡、PEI/DNA复合物+Sono Vue微泡,仅对一侧肿瘤行超声辐照(3 MHz、2 W/cm2、2 min、20%占空比),另一侧肿瘤作为对照,并对该转染方法 的靶向性进行分析.超声辐照3 d后处死动物,行RFP表达观察、荧光素酶活性检测和组织学检查.结果 琼脂糖凝胶电泳显示PEI可有效地缩合质粒DNA.与裸质粒组比较,UTMD(超声辐照+Sono Vue微泡)能明显提高RFP转染率.与非辐照对照侧比较,UTMD的运用使RFP表达明显增强,荧光素酶活性增加了14倍(P＜0.01).UTMD联合PEI可显著增强基因转染,受辐照移植瘤的荧光素酶活性增加了10倍(P＜0.01);与非联合PEI时比较,荧光素酶表达增加了111倍(P＜0.01).无论有否超声照射,裸鼠其他器官组织中均无明显的基因表达(P＞0.05),且未观察到明显的组织损伤.结论 UTMD联合PEI可显著增强报告基因在肿瘤组织的靶向传输和转染,是一种很有前景、新型而安全的体内基因输送方法.     

超声辐照联合PEI介导基因转染的实验研究

目的 探讨超声联合聚乙烯亚胺(PEI)在促进肝癌细胞(HepG2)的基因转染中有无协同作用.方法 选用工业用和实验用PEI为研究对象.用锥虫蓝拒染法检测细胞成活率,选取合适的PEI浓度与绿色荧光蛋白基因(EGFP)质粒DNA共孵育,制备阳离子复合物(PEI/DNA)导入HepG2细胞中和/或辐照超声.24 h后荧光显微镜观察绿色荧光蛋白表达,流式细胞仪定量分析转染率.结果 超声可促进质粒DNA在HepG2细胞的基因转染.PEI对细胞有毒性,当PEI浓度为0.001%时细胞成活率约为70%,选此浓度用于基因转染实验.2种PEI复合物均能显著促进质粒DNA基因转染,其转染率高于单纯辐照超声介导的基因转染,差异有统计学意义(P＜0.01),2种PEI的转染率工业用组(15.42士4.71)%、实验用组(12.27±3.58)%之间的差异无统计学意义(P＞0.05),加入PEI联合辐照超声后转染率下降(P＜0.01).结论PEI和超声均能促进HepG2细胞基因转染,但PEI联合辐照超声后转染率明显下降,二者没有协同作用.工业用与实验用PEI一样具有促进基因转染的作用.     

超声微泡靶向破坏转染shRNA沉默Survivin表达诱导裸鼠宫颈癌移植瘤凋亡的研究

目的 通过超声微泡靶向破坏(UTMD)对靶向存活素的短发夹状重组质粒(Survivin-shRNA)进行转染,探讨其凋亡诱导效应、增殖抑制作用及其安全性.方法 将荷人宫颈癌(Hela)裸鼠随机分为三组:质粒+超声辐照(P+US)组,注入质粒溶液后予以超声辐照;质粒+微泡+超声辐照(P+UTMD)组,注入质粒/微泡复合物后辐照;对照组,不予任何处理.对组织样本行组织学检查,采用免疫组化SABC法检测移植瘤增殖细胞核抗原(PCNA)、Survivin、Bcl-2、Bax、Caspase-3、Ki-67、核干细胞因子(NS)、p53蛋白在各组肿瘤标本中的表达.结果 P+UTMD组的PCNA、Ki-67、Bcl-2、Survivin及NS蛋白表达下降,而Bax、Caspase-3、p53蛋白表达明显增加,与对照组及P+US组比较差异均有统计学意义(P＜0.05).结论 UTMD联合Survivin-shRNA能有效沉默Survivin基因表达,具有抑制增殖和促分化的作用,并诱发细胞凋亡,无明显副作用,为癌症基因疗法提供一种高效、无创、有前景的新方法.     

超声联合聚乙烯亚胺增强MCF-7癌细胞基因表达的转染参数优化

目的 探讨超声辐照并超声造影剂联合聚乙烯亚胺(PEI)增强MCF-7乳腺癌细胞质粒DNA转染的最优条件及协同作用.方法 制备PEI/荧光素酶质粒(pCMV-luciferase-GL3)复合物,用于MCF-7癌细胞基因转染,超声辐照前添加超声造影剂SonoVue.通过荧光素酶活性和细胞存活率的测定,对超声辐照参数进行优化,对质粒浓度、孵育时间、血清、溶媒类型、培养基体积等因素进行分析.结果 细胞活力和荧光素酶活性均受超声强度、辐照时间和占空比的影响,适当条件的超声辐照可促进PEI/DNA复合物渗透入胞内,从而提高质粒DNA的转染率.最优超声辐照条件为1 w/cm2,10%占空比,辐照3 min.超声辐照并超声造影剂联合PEI的转染效率显著高于单纯超声辐照和PEI转染(P<0.01).在超声辐照前将细胞与PEI/DNA复合物共孵育2h时,荧光素酶活性显著增强(P<0.01).此外,血清、培养基体积和溶媒类型也对转染效率有影响.结论 优化的超声和转染参数能显著提高MCF-7癌细胞的基因表达效率.超声辐照并超声造影剂联合PEI对DNA转染效率有协同作用,是一种增强质粒DNA基因表达简单而有应用前景的方法.     

共聚物P85联合超声微泡介导基因转染的体外实验研究

目的 探讨共聚物P85与黏附增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluoresent protein,EGFP)质粒的微泡造影剂(microbubble,MB)结合后联合一定强度的超声(ultrasound,US)辐照,是否增强人肝癌细胞(HepG2)的质粒转染及表达.方法 以人肝癌细胞(HepG2)为研究对象,质粒DNA是可表达绿色荧光蛋白的pEGFP,添加微泡造影剂或共聚物P85后进行脉冲多普勒超声辐照(频率1 MHz,声强1 W/cm2,工作周期20%,时间20 s).24 h后台盼蓝染色评价细胞存活率,荧光显微镜和流式细胞仪评价细胞的基因转染率.结果 有超声辐照组的pEGFP转染率明显高于无超声辐照组(P＜0.01),有超声辐照组中pEGFP+30%MB+P85+US组转染效率(22.14±3.06)%优于单独使用微泡组(11.34±2.2)%或P85组(9.72±1.21)%(P＜0.01).结论 微泡造影剂与共聚物P85结合同时给予超声辐照可增强基因转染效率,在基因治疗上有待于进一步关注和研究.     

超声介导脂膜微泡靶向传输绿色荧光蛋白基因的体内实验研究

目的探讨超声（US）对裸鼠人宫颈癌（Hela）皮下移植瘤绿色荧光蛋白（EGFP）基因传输和定位的作用以及脂膜微泡（LSMB）对转染的增强作用。方法将LSMB和质粒经裸鼠尾静脉注入,并予以超声辐照（LSMB＋US）,辐照条件为：2.0W/cm^2,20%占空比,2min,以仅质粒注射（P）、质粒注射加超声辐照（US＋P）、LSMB和质粒注射（LSMB＋P）作为对照,行冰冻切片和组织学检查,通过荧光评分评估EGFP表达,并对表达持续时间和靶向性进行分析。结果注射质粒和LSMB联合超声辐照可明显增加基因转染效率,LSMB＋US组的裸鼠皮下移植瘤内有显著的EGFP表达,均高于P组、US＋P组或LSMB＋P组（P〈0.01）;基因表达的最佳时间是第3天（P〈0.01）;无论有否超声照射,裸鼠其他器官组织中均无明显的EGFP表达,且未观察到明显的组织损伤。结论超声辐照联合LSMB和质粒注射的方法能显著增加裸鼠移植瘤的基因转染,而无明显的副作用,是一种高效的非病毒基因传输方法,为目前的基因治疗提供新思路。     

载自杀基因的靶向微泡联合超声抑制视网膜母细胞瘤的实验研究

目的 探讨载自杀基因的靶向微泡联合超声对视网膜母细胞瘤（RB）的抑制作用。方法 制备携带单纯疱疹病毒Ⅰ型胸苷激酶（HSV1-tk）质粒和VEGFR2抗体的靶向微泡,分为空白对照组、细胞+质粒组、细胞+质粒+SonoVue组、细胞+靶向微泡组、细胞+质粒+超声辐照组、细胞+质粒+SonoVue+超声辐照组和细胞+靶向微泡+超声辐照组进行实验。荧光显微镜观察基因转染情况,流式细胞仪检测转染率,加入丙氧鸟苷（GCV）后,检测细胞的抑制率。结果 细胞+靶向微泡+超声辐照组的转染率为（24.78±1.04）%,较细胞+质粒+SonoVue+超声辐照组（14.31±0.69）%高。随着GCV浓度的增加,培养时间的延长,各组的抑制率逐渐升高。当GCV浓度在100 mg/l,培养96h后,细胞+靶向微泡+超声辐照组对RB细胞的抑制率达（92.91±1.71）%。结论 在加入GCV后,携带HSV1–tk的靶向微泡联合超声能有效的抑制RB细胞。     

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。     

超声微泡造影剂介导pEGFP-N1转染小鼠角膜的实验研究

目的 探讨微泡造影剂声诺维联合超声介导绿色荧光蛋白质粒转染小鼠角膜的转染效率和安全性.方法 小鼠眼前房分别注射生理盐水、质粒+生理盐水、质粒+造影剂、脂质体+质粒等,以50 Hz,2 W/cm2的脉冲波超声辐照质粒+生理盐水和质粒+造影剂眼10 min.术后第1 d、第3 d、第7 d、第14 d和第21 d荧光体视镜观察眼表EGFP表达出现情况,冰冻切片荧光显微镜观察阳性细胞的分布,病理切片观察组织有无损伤.结果 造影剂联合超声辐照组小鼠眼表出现绿色荧光蛋白的弥漫性表达,明显高于单纯超声辐照组和脂质体转染组,其余对照各组眼表均未见绿色荧光.第3 d时的病理切片各组均无异常.结论 声诺维联合超声辐照在体能安全、有效地介导基因转染眼组织.     

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.     

超声辐照SonoVue增强脂质体介导pEGFP-N1转染乳腺癌细胞

目的 探讨超声辐照SonoVue介导增强型绿色荧光蛋白报告基因质粒(pEGFP-N1)转染乳腺癌MCF-7细胞的最优条件以及超声联合微泡造影剂增强脂质体转染的效果.方法 体外培养人乳腺癌MCF-7细胞,按照不同的辐照条件分组:不处理组,超声辐照十质粒组,微泡浓效组,超声声张组,辐照时间组及工作周期组.分别进行超声辐照,辐照后以MTT法测细胞存活度,流式细胞仪测pEGFP-N1瞬时转染率,取得最佳的辐照条件.重新准备细胞后先以脂质体转染细胞,2 h后加入超声微泡并以最佳条件辐照,用同样的方法测细胞存活率及转染率.结果 20%的造影剂浓度、1.5 W/cm2的声强、90 s的辐照时间、20%的工作周期(占空比)为超声辐照SonoVue介导pEGFP-N1转染MCF-7细胞的最优条件,转染率为(14.21±2.55)%,细胞存活率为(84.60±2.85)%.在增强脂质体转染的实验中,超声微泡脂质体组的转染率最高(22.15±2.69)%,与其他各组相比差异有统计学意义(P<0.05),此时细胞存活率为(80.13±3.61)%.结论 20%的造影剂浓度、1.5 W/cm2的声强、90 s的辐照时间、20%的工作周期是MCF-7细胞的最佳转染条件,超声联合微泡能够增强脂质体转染的效果.     

Ultrasound-targeted microbubble destruction enhances naked plasmid DNA transfection in rabbit Achilles tendons in vivo

The study was to investigate the probability of increasing the transfection of the gene in tendons by ultrasound-targeted microbubble destruction (UTMD), and to search for the most suitable transfection conditions. A mixture of microbubbles and enhanced green fluorescent protein (EGFP) plasmids was injected into rabbit Achilles tendons by different administration routes and the tendons were ultrasound pulse by different ultrasonic conditions in order to determine the most appropriate conditions. Then, the rabbits were divided into four groups: (1) ultrasound + microbubbles + plasmid; (2) ultrasound+ plasmid; (3) microbubble + plasmid; (4) plasmid only. EGFP expression in the tendons and other tissues, and the damage to tendon and paratenon were all observed. The results showed that EGFP expression in the tendon was higher by ultrasound pulse with 2 W cm(-2) of output intensity and a 20% duty cycle for 10 min. Local injection was determined to be the better administration route. Among the four groups, EGFP expression in Group 1 was higher than that in other groups. EGFP expression was highest on seventh day, then it gradually decrease over time, and lasted more than 56 days. EGFP expression was not found in other tissues. There was no obvious injury caused by UTMD. Under suitable conditions, it is feasible to use UTMD as a safe and effective gene transfection therapy for tendon injuries.     

微泡造影剂联合超声辐照介导的绿色荧光蛋白质粒转染小鼠肝癌的实验研究

目的探讨微泡造影剂SonoVue联合超声辐照在介导体内基因转染中的作用。方法建立小鼠肝癌皮下移植瘤模型，尾静脉注入绿色荧光蛋白质粒（pEGFP），添加或不添加SonoVue，脉冲多普勒超声辐照（1MHz，2W／cm^2）瘤组织。持续时间1、5、10min，7d后流式细胞仪、荧光显微镜评价pEGFP转染率。HE染色行肿瘤病理学检查。结果SonoVue联合超声辐照组pEGFP的转染率显著高于单纯超声辐照组（P〈0．01）；仅SonoVue与单纯pEGFP2组间转染率无显著差异（P〉0．05）；辐照时间5、10min时pEGFP表达明显高于1min（P〈0．05）。5与10min组间pEGFP表达无显著差异（P〉0．05）。HE染色肿瘤组织无坏死灶出现。结论微泡造影剂联合超声辐照可明显提高基因转染率，且对组织无损害。     

Effective gene transfer into central nervous system following ultrasound-microbubbles-induced opening of the blood-brain barrier

To investigate whether ultrasound-targeted microbubble destruction (UTMD) could transfer gene into central nervous system (CNS) following blood-brain barrier disruption (BBBD), DNA-loaded microbubbles were infused into the mice intravenously following ultrasonic exposure. Opening of the BBB, changes of mRNA and expression of enhanced green fluorescent protein (EGFP), and safety evaluation were measured. By UTMD, EGFP were substantially expressed in the cytoplasm of the neurons at the sonicated area with minor erythrocytes extravasation and the mRNA and expression of EGFP were markedly enhanced by about 15-fold and 10-fold, respectively, than that with US alone (p < 0.01). No EGFP was detected in the mice treated with DNA-loaded microbubbles or plasmid alone. The gene expression reached a climax at 48 h, gradually reduced to a much lower level thereafter. These results demonstrated UTMD could effectively enhance exogenous gene delivery and expression in CNS following BBBD, and this technique may provide a new method for CNS gene therapy.