不同超声辐照时间和微泡剂量介导HepG2细胞基因转染的实验研究

目的 探讨不同超声辐照时间和微泡剂量与基因转染效率之间的关系,初步摸索适宜转染的参数条件.方法 质粒DNA用增强型绿色荧光蛋白质粒(pEGFP),以人肝癌细胞(HepG2)为研究对象.超声频率1 MHz.声强0.5 W/cm2,对加入pEGFP和不同剂量微泡的HepG2细胞辐照不同的时间,24 h后用荧光显微镜观察绿色荧光蛋白表达情况,流式细胞仪检测基因转染率,台盼蓝染色检测细胞存活率.结果 各实验组均可见不同程度荧光蛋白表达,辐照时间为20 5和微泡剂量为60μl时可达到较理想的转染效率.结论 在超声频率和声强一定的条件下,不同超声辐照时间和微泡剂量有不同的基因转染效率,20 s、60 μl是一个较理想的参数,为基因治疗进一步研究提供了参考.     

自制阳离子纳米泡介导HepG2细胞基因转染的实验研究

目的 观察自制阳离子纳米泡作为基因转染载体体外转染肝癌细胞系HepG2细胞的可行性.方法 将脂质体、聚乙烯亚胺(PEI)和全氟丙烷声振后制得微囊带有PEI的阳离子脂质体纳米泡(PNB),评价其基本特性,用其转染HepG2细胞,并辐照超声,荧光显微镜观察绿色荧光蛋白表达情况,流式细胞仪检测细胞转染率,CCK-8法评估其细胞活性.结果 制备的PNB表面带有正电荷,能阻碍质粒DNA在电场作用下发生迁移,且能有效地转染HepG2细胞,转染效率达30％～45％,辐照超声后转染效率明显提高(P＜0.05).结论 新型阳离子纳米泡在体外可作为基因转染载体,有效地携带质粒DNA并促进转染,辐照超声可使转染效率显著提高.     

超声辐照联合微泡造影剂介导血管内皮生长因子基因转染损伤动脉的研究

A及蛋白在各组血管中的表达情况.结果 免疫组化可见4、5组血管中大量棕黄色的VEGF阳性颗粒.RT-PCR、Western Blot检测提示第5组VEGF表达高于其他4组(P<0.05),第4组VEGF表达高于前3组(P<0.05),第1、2组间和第1、3组间的VEGF表达差异无统计学意义(P>0.05).结论 单纯质粒难以有效转染血管内皮,靶向超声组和超声微泡组均可实现VEGF基因转染血管内皮,其中靶向超声组的转染效率高于超声微泡组.     

超声微泡破裂法联合阳离子脂质体介导基因转染的实验研究

目的 探讨超声微泡破裂法联合阳离子脂质体(cationic liposome,CL)介导绿色荧光蛋白质粒在肝癌细胞(HepG2)基因转染的可行性,并探索最佳转染条件.方法 依次采用培养液中是否含有血清和不同的CL浓度、不同超声辐照时间点、不同纳米级脂质微泡造影剂(nano-liposomal bubble,NB)浓度等处理因素进行细胞基因转染.荧光显微镜和流式细胞仪检测基因转染效率,CCK-8法检测细胞活性,以获得优化的转染参数.结果 血清能降低CL的细胞毒性,但对基因转染效率无明显影响,CL与质粒DNA质量比4∶1时可以达到相对高效低毒的转染效果,转染率(17.71±0.79)％,存活率(91.28±0.76)％.CL联合1h时间点辐照超声可以提高转染率至(24.85±0.78)％(P＜0.01),加入10％的NB可进一步提高转染率至(32.47±4.01)％(P＜0.05).结论 超声微泡破裂法可以有效增强CL介导的基因转染,联合应用为基因治疗提供了新思路.     

纳米微泡介导GFP转染小鼠骨骼肌细胞的实验研究

目的 探讨两种纳米微泡(白蛋白外膜和磷脂外膜)增强基因转染小鼠骨骼肌的作用.方法 以正常C57B10小鼠胫前肌为研究对象,目的基因GFP与微泡混合注入小鼠胫前肌,一侧胫前肌经超声(1MHz脉冲波,脉冲重复频率为100 Hz,20％工作周期,空间峰值时间峰值声强为2 W/cm2,辐照作用时间30 s),另一侧胫前肌不经超声辐照.观察白蛋白纳米微泡及磷脂纳米微泡增强骨骼肌细胞GFP转染水平的作用.1周后处死小鼠,荧光显微镜观察发出绿色荧光者为GFP阳性肌纤维细胞,计数最大GFP阳性肌纤维细胞数,作为GFP基因转染效率指标.结果 ①白蛋白纳米微泡组和白蛋白纳米微泡+超声组最大GFP阳性肌纤维数显著高于阴性对照组(P＜0.05),显著低于阳性对照组(P＜0.05).②磷脂纳米微泡组与阴性对照组及阳性对照组比较,最大GFP阳性肌纤维数差异均无统计学意义(P＞0.05).磷脂纳米微泡+超声组最大GFP阳性肌纤维数较阴性对照组显著增高(P＜0.05);磷脂纳米微泡+超声组与阳性对照组最大GFP阳性肌纤维数差异无统计学意义(P＞0.05).结论 纳米微泡可增强基因转染骨骼肌细胞效率,白蛋白含氟化气体纳米微泡具有发展潜力.     

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.     

脂质体微泡对超声介导基因转染的增效作用研究

目的 探讨超声介导基因转染时,脂质体微泡(LM)对体内、外红色荧光蛋白基因(RFP)转染的增效作用及其安全性.方法将RFP和LM加入培养的Hela细胞后行超声辐照(US),对微泡浓度、超声强度、辐照时间进行优化研究,运用荧光显微镜、流式细胞术评估基因转染率,并对细胞损伤进行分析.在裸鼠移植瘤的体内实验中,将LM和RFP质粒(P)经尾静脉注入后予以超声辐照(P+LM+US),以单纯质粒注射(P)、P+US、P+LM作为对照,行冰冻切片,组织学检查,RFP表达检测.结果培养的Hela细胞经LM和超声辐照联合处理后,RFP基因转染率显著增加,差异有统计学意义(P＜0.01),在超声强度为1.0 W/cm2、微泡浓度为6%、辐照3 min的条件下最显著,且未发现显著的细胞损伤.P+LM+US组的裸鼠移植瘤内RFP表达显著高于P组、P+US组或P+LM组,差异均有统计学意义(P＜0.01),且未观察到明显的组织损伤.结论 LM对超声介导基因转染的体内、外转染效率有显著的增效作用,而无明显的细胞或组织损伤,为临床基因治疗提供一种新颖、高效、安全的非病毒基因转染方法.     

超声微泡介导GFP转染C57810及mdx小鼠骨骼肌细胞的实验研究

目的 探讨细胞膜孔开放及含氟烷气体白蛋白外膜在超声微泡介导GFP转染C57810及mdx小鼠骨骼肌细胞中的机制.方法 以肌细胞膜缺损为主要病理改变的mdx小鼠与正常C57810小鼠为研究对象,目的基因GFP与Optison或SonoVue混合注入小鼠胫前肌,一侧胫前肌经超声辐照,另一侧胫前肌不经超声辐照.C57810小鼠作为正常对照,实验分组如下:①C57810小鼠生理盐水组(4条左胫前肌);②C57810小鼠生理盐水+超声组(4条右胫前肌);③C57810小鼠Optison组(4条左胫前肌);④C57810小鼠Oprison+超声组(4条右胫前肌);⑤C57810小鼠SonoVue组(4条左胫前肌);⑥C57810小鼠SonoVue+超声组(4条右胫前肌).mdx肌营养不良小鼠实验分组如下:①mdx小鼠生理盐水组(4条左胫前肌);②mdx小鼠生理盐水+超声组(4条右胫前肌);③mdx小鼠+Optison组(4条左胫前肌);④mdx小鼠Optison+超声组(4条右胫前肌);⑤mdx小鼠SonoVue组(4条左胫前肌);⑥mdx小鼠SonoVue+超声组(4条右胫前肌).1周后处死小鼠,荧光显微镜观察发出绿色荧光者为GFP阳性肌纤维细胞,计数最大GFP阳性肌纤维细胞数,作为GFP基因转染效率指标.结果 正常C57810小鼠:①无超声作用时,与阴性对照组比较,Optison微泡显著提高GFP基因转染水平(P<0.01),SonoVue微泡不提高GFP基因转染水平;②有超声作用时,与阴性对照组比较,Optison微泡显著提高GFP基因转染水平(P<0.01);③有超声作用时,与阴性对照组比较,SonoVue微泡显著提高GFP基因转染水平(P<0.01).mdx小鼠:①与正常C57810小鼠比较,GFP单独(生理盐水组)显著提高GFP基因转染水平(P<0.01),Optison微泡显著提高GFP基因转染水平(P<0.01),SonoVue微泡显著提高GFP基因转染水平(P<0.01);②与阴性对照组比较,Optison微泡显著提高GFP基因转染水平(P<0.01),SonoVue微泡显著提高GFP基因转染水平(P<0.01).结论 细胞膜孔开放是微泡提高基因转染水平的重要因素,含氟烷气体白蛋白外膜是Optison微泡提高GFP转染水平的主要成分.

Abstract：

Objective To investigate the role of sonoporation and the deblic of microbubbles with perfluoropropane gas and albumin in the mechanisms of microbubble-mediated gene enhancement by experimenting in skeletal muscle in C57B10/mdx mice. Methods Plasmid DNA (10 μg) encoding green fluorescent protein (GFP) was mixed with Optison or SonoVue dissolved in saline and injected into the tibialis anterior (TA) muscle of /C57B10/mdx mice with and without adjunct ultrasound. The efficiencies of GFP transgene expression were determined under different experimental conditions. C57B10 mice as normal control:①C57B10 mice + saline (4 left TAs);②C57B10 mice + saline + ultrasound (4 right TAs) ;③C57B10 mice + Optison(4 left TAs);④C57B10 mice+ Optison + ultrasound(4 right TAs);⑤ C57B10 mice + SonoVue(4 left TAs) ;⑥C57B10 mice + SonoVue + ultrasound(4 right TAs). Mdx mice groups:① mdx mice + saline(4 left TAs) ;② mdx mice + saline + ultrasound(4 right TAs);③ mdx mice + Optison (4 left TAs) ; ④ mdx mice + Optison + ultrasound (4 right TAs); ⑤mdx mice + SonoVue(4 left TAs) ;⑥mdx mice + SonoVue + ultrasound(4 right TAs). Mice were sacrificed 1 week after plasmid DNA injection. Fibres with fluorescence green signals were determined as GFP-positive fibres by fluorescence microscopy. Readout was performed on the section with the maximum number of transfected fibers. Results C57B10 mice: ?Optison without ultrasound had significantly increased gene expression compared with negative control ( P <0. 01). SonoVue without ultrasound did not enhance gene expression. ?Optison with ultrasound had significantly increased gene expression compared with negative control (P < 0.01). ?SonoVue with ultrasound had significantly increased gene expression compared with negative control ( P<0. 01).Mdx mice:? Compared with C57B10 mice, GFP alone demonstrated significant GFP expression in mdx mice ( P <0. 01) , Optison demonstrated significant GFP expression in mdx mice ( P <0.01), and SonoVue demonstrated significant GFP expression in mdx mice ( P <0. 01). ?Microbubble groups (Optison and SonoVue) had significantly increased gene expression compared with negative control (P <0. 01). Conclusions In the mechanisms of microbubble-mediated gene enhancement, sonoporation is the key step. The deblic of microbubbles with perfluoropropane gas and albumin is the main constituent in the mechanisms of Optison-mediated gene enhancement. fibers.Results C5781 0 mice:①Optison without ultrasound had significantly increased gene expressioncompared with negative control(P<0.01).SonoVue without ultrasound did not enhance gene expression.②Optison with ultrasound had significantly increased gene expression compared with negative control(P<0.01).③SonoVue with ultrasound had significantly increased gene expression compared with negativecontr01(P相似文献   

超声破坏SonoVue微泡介导Ang-1基因的体外体内转染

目的 探讨超声破坏微泡造影剂在体外及体内介导Ang-1基因转染的效率及其促血管新生的作用.方法 293T细胞悬液分为3组:A组(微泡+超声+质粒组),B组(单纯超声照射+质粒组)及C组(对照组,每孔仅加入目的基因质粒);转染后48 h用荧光显微镜和流式细胞仪分别定性、定量检测基因的转染效率,PCR及Western-blot分别检测细胞转染后的目的基因表达与蛋白翻译.27只健康成年中国家兔行急性前壁心肌梗死造模后随机分为3组:组Ⅰ(超声辐照+微泡+质粒组)、组Ⅱ(超声辐照+质粒组)、组Ⅲ(对照组,心肌梗死后不做任何处理);于基因转染前后分别行心肌超声造影(MCE)检查,并于2周后处死取心肌组织行PCR及Western blot检测Ang-1 mRNA及其蛋白的表达,心肌组织Ⅷ因子染色检测其新生毛细血管密度.结果 48 h后可在荧光显微镜下观察到A组及B组转染成功的细胞胞浆内发出绿色荧光,其中C组未见明显绿色荧光表达,A组的绿色荧光表达量明显高于B组;流式细胞仪检测A组转染效率较B组显著提高(P＜0.01).体内转染中,心肌超声造影可见组Ⅰ转染前充盈缺损处出现片状造影剂回声,PCR可检测出Ang-1 mRNA表达,Western blot可检测出目的基因的蛋白产物,余各组则无明显造影剂充填,PCR、Western blot均无法检测出Ang-1基因及其蛋白的表达;心肌毛细血管计数显示组Ⅰ新生毛细血管数量显著提高,余各组仅见少量新生毛细血管.结论 超声破坏微泡造影剂可明显提高Ang-1基因的体外及体内转染效率,具有良好的促血管新生作用.     

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.     

超声联合脂氟显微泡转染HepG2细胞的参数优化

目的 探索治疗性超声联合脂氟显微泡对人肝癌细胞HepG2基因转染的可行性及其实现高效率转染的优化参数.方法 HepG2细胞交叉间隔接种于24孔板,用治疗性超声辐照含脂氟显微泡和EGFP质粒的各组细胞.分组:超声强度梯度组(A组),A1～A5亚组,分别为0.4 W/cm2、0.8 W/cm2、1.2 W/cm2、1.6 W/cm2和2.0 W/cm2;占空比梯度组(B组),B1～B3亚组,分别为10％、20％和50％;时间组(C组),C1～C3亚组,分别为30 s、90s、180 s.24 h后用荧光显微镜观察绿色荧光蛋白表达情况,流式细胞仪检测基因转染率,台盼蓝染色检测细胞死亡率.结果 不同超声强度、占空比和时间下,质粒转染效率各不相同.在一定范围内,分别增加超声强度、占空比和时间均可以提高转染效率.对于超声强度和占空比,当设置过高(声强＞1.6 W/cm2或占空比＞50％)时,由于细胞死亡率增加导致实际转染效率下降.超声强度为1.2 W/cm2时,转染率和死亡率优于A组其余各亚组;占空比为20％时,转染率和死亡率优于B组其余各亚组.当超过90s后继续增加时间,对于转染率和细胞死亡率的影响无明显统计学意义(P＞0.05).结论 超声辐照微泡是一种介导基因体外转染的有效方法,不同参数下转染率差别较大,优化参数有利于促进基因转染.     

超声靶向微泡破碎联合半乳糖聚乙烯亚胺介导凋亡素基因诱导肝癌细胞凋亡的研究

目的:探讨超声靶向微泡破碎(ultrasound targeted microbubble destruction,UTMD)联合半乳糖聚乙烯亚胺(PEI-Gal)介导凋亡素基因(VP3)诱导肝癌细胞HepG2凋亡的影响。方法:体外培养HepG2细胞,随机分为4组:(1)对照组;(2)PEI-Gal组;(3)PEI-Gal+超声组;(4)PEI-Gal+超声+微泡组。转染24h后荧光显微镜观察pEGFP-VP3在HepG2细胞中的表达,流式细胞仪检测转染效率,RT-PCR和Western blot分别检测VP3 mRNA和蛋白表达水平,AnnexinV-FITC/PI检测细胞凋亡率。结果:流式细胞仪、RT-PCR和Western blot分析表明,PEI-Gal+超声+微泡组的转染效率为(28.83±2.07)%、VP3 mRNA水平为0.92±0.02,蛋白水平为1.65±0.06,HepG2凋亡率为(37.40±2.12)%,均显著高于其他各组(均P<0.01)。结论:UTMD联合PEI-Gal可明显提高VP3基因转染HepG2细胞的效率及在HepG2细胞内的表达,增加HepG2细胞的凋亡率。     

超声及超声造影剂介导基因转染和药物传输的研究进展

近年来,超声以一种崭新的治疗方式在医学各领域广泛应用.临床上,超声具有非常安全的频率和强度,可实现体内几乎任何部位的靶向能量输送.超声可增加细胞膜通透性,超声介导基因转移已成功用于体内基因转移,具有安全、靶向、无创的特点.     

超声微泡造影剂声诺维与基因转染的研究

超声微泡是一种新型基因转染的载体,超声辐照微泡（SonoVue）可增加基因在体内及体外的转染效率。若在不损伤基因和组织的前提下促进基因的转染,合适的辐照条件是非常重要的。     

微泡造影剂及超声促进绿色荧光蛋白质粒在人肝癌细胞HepG2内表达的实验研究

目的研究微泡造影剂与超声辐照是否能提高绿色荧光蛋白质粒在人肝癌细胞HepG2中的转染率。方法将培养的HepG2细胞分为四组：第一组为对照组;第二组以脂质体转染;第三组加入微泡造影剂SonoVue并予以超声辐照;第四组加入脂质体和微泡造影剂SonoVue并予以超声辐照．将合有绿色荧光蛋白报告基因的真核表达质粒pEGFP-N1转染人肝癌细胞HepG2,24小时后以荧光显微镜观察人肝癌细胞HepG2中的绿色荧光蛋白表达情况,并用流式细胞仪测算转染率。结果脂质体转染组与微泡造影剂＋超声辐照组有显著性差异（P〈0．05）。脂质体＋微泡造影剂＋超声辐照组与微泡造影剂＋超声辐照组有显著性差异（P〈0．01）结论微泡造影剂和超声辐照协同脂质体能提高目标基因在肝癌细胞内的转染率。     

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.