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.     

阳离子脂质体介导转染核酸的研究

阳离子脂质体介导转染法是一种新的高效转染技术 ,已逐渐成为介导核酸进入真核细胞的标准方法。但由于大多数的阳离子脂质体的血清稳定性差 ,且阳离子脂质体与体内网状内皮细胞系统的关系不明 ,在一定程度上限制了其体内的应用     

阳离子脂质体介导转染核酸的研究

阳离子脂质体介导转染法是一种新的高效转染技术,已逐渐成为介导核酸进入真核细胞的标准方法。但由于大多数的阳离子指质体的血清稳定性差,且阳离子脂质体与体内网状内皮细胞系统的关系不明,在一定程度上限制了其体内的应用。     

超声辐照联合PEI增强体外基因转染的实验研究

目的 探讨超声辐照联合聚乙烯亚胺(PEI)增强子宫内膜癌细胞(Ishikawa)荧光素酶质粒(pCMV-LUC)基因表达的可行性.方法 以不同氮/磷酸盐比(N/P比)将2种不同分子量PEI与质粒DNA共孵育,制备阳离子复合物(PEI/DNA).利用凝胶阻滞实验测定PEI与DNA形成复合物时所需的比例,运用MTT法比较不同浓度PEI的细胞毒性.通过检测荧光素酶活性和细胞活力,评价不同分子量PEI对基因转染的影响及超声辐照的增强作用.结果 当N/P比达到3或更高时,PEI可有效地缩合质粒DNA.细胞毒性与PEI浓度相关.超声辐照均能提高裸质粒和复合物的荧光素酶活性(P<0.05),但前者的增加幅度显著小于后者(P<0.05),25 kDa显著优于750 kDa(P<0.01).适当的转染条件对细胞活力无明显影响.结论 超声辐照联合25 kDaPEI可明显提高基因转染效率,可为基因治疗提供一种高效的新方法.     

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.     

脂质体介导胞嘧啶脱氨酶基因转染鼠骨髓间充质干细胞

背景:自杀基因独有的旁观者效应,可显著提供肿瘤细胞杀伤效果,同时还与放射治疗、免疫摹因治疗联合应用,并克服了基因转导效率低的缺陷.胞嘧啶脱氨酶(cytosine deaminase,CD)即可产生强大的旁观者效应.目的:观察脂质体介导真核表达载体CD基因转染鼠骨髓间充质干细胞的效果及其基因表达.设计、时间及地点:细胞学基因水平实验,于2007-05/12在大连理工大学干细胞与组织工程研发中心完成.材料:SPF级C57BL纯系小鼠6只,由大连医科大学实验动物中心提供.连接产物转化感受态大肠杆菌DH5 α由大连理工大学干细胞与组织工程研发中心提供.LipofectamineTM 2000脂质体为Invitrogen产品.方法:取连接产物转化感受态大肠杆菌DH5 α,提取质粒DNA,对质粒pIRES2-AcGFP1-CD进行Xhol和BamHI双酶切,用于转染.取小鼠双侧下肢股骨和胫骨,贴壁法分离纯化骨髓间充质干细胞,传至第3代制成单细胞恳液,加入荧光标记的CD44,CD45,CD90,CD105抗体后,采用Lipofectamine 2000介导法转染第3代骨髓间充质干细胞.主要观察指标:重组质粒的鉴定,流式细胞仪检测骨髓间充质干细胞表面标记表达,细胞转染后CD基因的表达.结果:质粒pIRES2-AcGFP1-CD酶切产物经琼脂糖凝胶电泳后,于1.0～1.5 kb处有一条带出现,符合CD基因长度.细胞表面标记CD45呈阴性,CD44,CD90,CD105呈阳性.pIRES2-AcGFP1-CD基因转染36 h后,荧光倒置相差显微镜下可见小鼠骨髓间充质干细胞有绿色荧光蛋白的表达,48 h后细胞仍有荧光表达,且强度明显增强.结论:脂质体介导的CD基因在鼠骨髓间充质干细胞中成功表达,于转染48 h后达峰值.     

磁性氧化铁纳米颗粒与脂质体介导EGFP基因转染内皮祖细胞的比较研究

目的评价精氨酸包裹的超顺磁性氧化铁纳米颗粒（nano-Fe2O3-arginine）及脂质体作为基因载体在针对外周血来源的内皮祖细胞转染中的可行性,并对两者的转染效率进行比较。方法将nano-Fe2O3-arginine及LipofectamineTM2000作为基因载体连接绿色荧光蛋白pcDNA3.1（＋）/EGFP质粒在体外转染兔外周血来源的内皮祖细胞,荧光显微镜观察转染结果并计算转染效率;转染后48h采用MTT比色法测定这两种载体对内皮祖细胞增殖和功能的影响以了解其细胞毒性。结果LipofectamineTM2000作为基因载体将报告基因转染至兔外周血内皮祖细胞内并成功表达,用荧光显微镜可观察到发绿色荧光的细胞,转染效率达38.3%;而nano-Fe2O3-arginine转染组在荧光显微镜仅能观察到少量绿色荧光细胞,转染效率不到5%;两种载体对内皮祖细胞的增殖活性未见明显影响。结论脂质体作为载体转染内皮祖细胞的效率明显高于精氨酸包裹的超顺磁性氧化铁纳米颗粒,脂质体可较为有效安全地转染基因至内皮祖细胞,从而为内皮祖细胞联合基因治疗疾病奠定了基础。     

超声辐照微泡声学造影剂增强脂质体介导肝细胞基因转染的体外实验研究

目的研究超声破坏微泡声学造影剂提高脂质体介导肝细胞生长因子质粒（plRES—EGFP—HGF）在肝细胞中转染率的可行性。 方法将培养的肝细胞分为4组：（1）单纯对照组，（2）脂质体转染组，（3）超声辐照脂质体转染组，（4）超声辐照微泡＋脂质体转染组。第（4）组按照每孔加入造影剂剂量又分为1）10μl组，2）20μl组，3）30μl组，4）40μl组4亚组。超声辐照微泡＋脂质体转染组在脂质体介导肝细胞生长因子转染肝细胞1h后，在24孔板中每孔加入微泡声学造影剂10，20，30或40μl，超声辐照60s。24h后用荧光显微镜观察绿色荧光蛋白表达情况、MTT法检测肝细胞增殖率和流式细胞仪检测基因转染率。 结果超声频率1MHz，功率0．5W／cm。辐照60S，每孔加入造影剂30μl时肝细胞基因转染效率最高，与脂质体转染组比较有显著性。 结论在一定条件下，超声辐照微泡声学造影剂可明显提高脂质体介导肝细胞基因转染效率，为基因治疗提供了新的思路。     

阳离子脂质体介导的基因转移机制

背景:与病毒载体相比,许多天然与合成的阳离子类脂以脂质体的形式用于基因转移,具有无免疫原性、易生产、质粒免受核酸酶降解和无致瘤性等优点,并且作为病毒载体的有效替代物,阳离子脂质体能用于细胞的体内和体外转染.目的:介绍阳离子脂质体介导的基因转移机制研究进展.方法:由第一作者用计算机检索中国期刊全文数据库(CNKI:1987/2010)和PubMed (1987/2010)数据库,检索词分别为"基因治疗、阳离子脂质体、基因转移、机制"和"gene therapy,cationic liposome,gene transfer,mechanism",语言分别设定为中文和英文.从阳离子脂质体基因转染和基因转移机制进行总结,综述了阳离子脂质体介导的基因转移机制.结果与结论:共检索到108篇,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入20篇文章.综述了阳离子脂质体介导的基因转移机制,包括阳离子脂质体/DNA复合物的形成、细胞吸收、内含体释放和复合物解体以及细胞核摄入等方面的研究内容.结果提示,对类脂构效关系和基因转移机制的研究,是提高阳离子脂质体转染效率和优化基因治疗的关键.     

阳离子脂质体介导的基因转移机制

背景：与病毒载体相比,许多天然与合成的阳离子类脂以脂质体的形式用于基因转移,具有无免疫原性、易生产、质粒免受核酸酶降解和无致瘤性等优点,并且作为病毒载体的有效替代物,阳离子脂质体能用于细胞的体内和体外转染。目的：介绍阳离子脂质体介导的基因转移机制研究进展。方法：由第一作者用计算机检索中国期刊全文数据库（CNKI：1987/2010）和PubMed（1987/2010）数据库,检索词分别为＂基因治疗、阳离子脂质体、基因转移、机制＂和＂gene therapy,cationic liposome,gene transfer,mechanism＂,语言分别设定为中文和英文。从阳离子脂质体基因转染和基因转移机制进行总结,综述了阳离子脂质体介导的基因转移机制。结果与结论：共检索到108篇,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入20篇文章。综述了阳离子脂质体介导的基因转移机制,包括阳离子脂质体/DNA复合物的形成、细胞吸收、内含体释放和复合物解体以及细胞核摄入等方面的研究内容。结果提示,对类脂构效关系和基因转移机制的研究,是提高阳离子脂质体转染效率和优化基因治疗的关键。     

基因转染新方法--声化学基因转染

目的 基因转染效率低下一直是限制基因研究与基因治疗进一步发展和广泛应用的瓶颈问题。笔者将生物技术和超声技术有机结合,提出一种基因转染新方法即声化学基因转染或声化学内在化,为提高基因转染效率提供新的思路和新手段。     

超声靶向微泡破坏技术介导基因转染的研究进展

基因转染技术的高速发展不仅革新了生物学和医学许多基本问题的研究,也推动了诊断和治疗的进步。基因作为核酸类生物活性大分子,极易在体内降解,因此传递基因的载体尤为重要。超声靶向微泡破坏(UTMD)技术利用超声波和微泡之间的相互作用,以及其产生的生物学效应,使微泡携基因进行转染,并与多种载体联合应用,为疾病的治疗提供了有效手段。本文就UTMD技术介导基因转染的研究进展进行综述。     

Limitations and caveats of magnetic cell labeling using transfection agent complexed iron oxide nanoparticles

Cell labeling with various types of nanomaterial, such as FDA‐approved iron oxide nanoparticles (IONPs) has become common practice in biomedical research. The low uptake of IONPs stimulates the use of transfection agents (TA), but the effect on stability of the IONPs and their cellular interactions has received minimal attention. In the present study, we evaluated the use of Lipofectamine as a commonly used TA and tested different ratios of TA and IONPs. While the TA–IONP complexes are stable in saline, at a high ratio of TA over IONP, substantial aggregation occurred in serum‐containing media. Even for the highest ratio, TA was unable to completely cover the IONPs, resulting in a net negative charge of all complexes. At high TA–IONP ratios, more complexes remained surface‐associated without internalization, resulting in cell death, while at lower TA–IONP ratios, complexes were more avidly taken up through fluid‐phase pinocytosis and clathrin‐mediated endocytosis. At later time points, the endocytosed complexes accumulated within the lysosomes and affected the appearance of lysosomal structures. The data indicate that TAs should be used with care as, depending on the ratio of TA and IONP, the complexes may aggregate, inducing cell death and preventing internalization. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

GDNF基因体内转染对大鼠面神经损伤后的修复作用

目的：探讨胶质细胞源神经营养因子（GDNF）基因体内转染对大鼠面神经损伤后的修复作用，为基因治疗周围神经损伤提供依据。方法：用脂质体介导pEGFP—GDNF cDNA基因转染受损面神经所支配的面肌，计算损伤侧面神经元的存活率。观察动物触须节律性拂动的恢复情况，检测修复神经的传导速度。结果：面神经损伤后第7d、14d、21d和28d时间段，对照组面神经运动神经元的存活率分别为93．06％、76．06％、72.38％和70．69％，转染组分别为94．00％、84．00％、79．25％和78．06％。转染组第10．4±1．3d鼠触须开始拂动，18．5±1．3d节律性拂动基本恢复正常；对照组13．5±1．2d触须开始拂动，27．3±1．0d节律性拂动基本恢复正常。转染组神经干传导速度恢复率快于对照组。结论：面神经损伤后经脂质体介导GDNF基因体内转染靶器官后，对受损面神经的修复有促进作用。     

氦-氖激光诱导瘢痕成纤维细胞凋亡的分子机制

目的探讨氦-氖激光诱导瘢痕成纤维细胞凋亡的分子机制。方法将培养瘢痕成纤维细胞随机分为转染组、转染对照组和非转染组,转染组细胞与绿色荧光蛋白(GFP)质粒cDNA、含目的基因片段的表达载体质粒pcDNA3-FADD-DNcDNA共转染,转染对照组细胞与GFP质粒cDNA、空载体质粒pcDNA3共转染,非转染组细胞没有进行转染,转染后24h分别对各组细胞进行氦-氖激光照射(100mW/cm2照射30min),1次/d,连续照射3d,然后采用TUNEL技术检测细胞凋亡。结果转染组、转染对照组与非转染组细胞凋亡率分别为9.27%、15.73%和12.87%,转染组细胞凋亡率明显小于转染对照组(q=4.55,P<0.01)和非转染组(q=4.14,P<0.05)。结论FADD-DN基因转染能减少氦-氖激光诱导的瘢痕成纤维细胞凋亡,Fas相关死亡域蛋白(FADD)可能是氦-氖激光激活死亡信号途径的基本元件之一。     

脂氟显微泡及质粒浓度对基因转染效率影响的研究

目的 研究脂氟显微泡及质粒浓度对pcDNA6.2-GW/EmGFP重组质粒转染效率及人肝癌HepG₂细胞死亡率的影响,初步探索转染最佳条件及shRNA重组质粒对靶基因survivin的抑制效果。方法 将重组质粒加入各组,设置6个质粒浓度梯度组。向各组加入脂氟显微泡混悬液,设置6个微泡浓度梯度组。对照组不加入微泡和质粒。根据前期优化结果,采用治疗性超声(1.2W/cm₂、占空比20%)辐照90s。48h后使用荧光显微镜及流式细胞仪检测细胞GFP表达效率。细胞死亡率通过台盼蓝染色计数获得。设立阳性质粒组P(+)和阴性质粒组P(－),western blot检测靶基因蛋白表达水平。 结果 当脂氟显微泡浓度小于等于 150μl/ml 时,转染率随微泡浓度增加而增加;当大于 150μl/ml 时,转染率却随微泡浓度增加而降低(p<0.05)。HepG₂细胞死亡率随微泡浓度增高,呈上升趋势(p<0.05)。在一定范围(20μl/ml)内,增加质粒浓度可以提高转染效率(p<0.05);但继续增加质粒浓度对基因转染率无明显影响(p>0.05)。质粒浓度的改变对细胞死亡率无明显影响。Western blot结果表明, P(+)组survivin基因表达受到明显抑制。结论 超声联合微泡可以有效介导基因转染,当微泡浓度为 150μl/ml,质粒浓度为 20μl/ml时,基因转染率最高,细胞死亡率较低。阳性重组质粒P(+)可下调靶基因表达水平,为后续基因转染的相关研究奠定基础。     

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。     

THP-1单核细胞不同转染方法的比较

背景：人单核细胞系THP-1细胞是典型的悬浮细胞系,其转染并瞬时表达外源蛋白比一般贴壁细胞相对困难。其中DEAE-葡聚糖介导的细胞转染方法虽然建立较早,但在国内应用很少。目的：采用不同质粒转染方法介导质粒绿色荧光蛋白真核表达质粒（pEGFP-N1）转染人THP-1单核细胞,以获得较高转染效率的方法。方法：分别采用DEAE-葡聚糖、Lipofectamine 2000、FuGENE 6、梭华-Sofast转染试剂不同方法介导质粒绿色荧光蛋白真核表达质粒进行转染,测定不同方法的转染效率、及其对细胞活力的影响。结果与结论：荧光显微镜下观察及流式细胞仪检测结果均显示DEAE-Dextran介导的转染效率最高,Lipfectamine 2000脂质体次之,FuGENE 6和梭华-Sofast则明显低于前二者。将质粒绿色荧光蛋白真核表达质粒体外成功转染人THP-1单核细胞中,通过优化转染方法提高转染效率、降低对细胞活力的影响。     

超声声学造影剂介导肝细胞生长因子基因转染的体外实验

目的 研究超声声学造影剂促进肝细胞生长因子(HGF)基因在大鼠肝星状细胞株(HSC-T6)中的转染效果.方法 将HSC-T6接种在24孔板中,随机分为5组:①空白对照组(C);②单纯质粒组(P);③载基因超声声学造影剂组(M);④质粒+超声组(P+U);⑤载基因超声声学造影剂+超声组(M+U).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HSC-T6生长活性的影响;Western Blotting检测HGF蛋白的表达.结果 M+U组的绿色荧光强度及转染率均高于其他各组,并对细胞活性无明显影响,且HGF蛋白的表达均高于其他各组(P＜0.05).结论 超声声学造影剂可提高基因在体外培养HSC-T6的转染效率,并对细胞活性无明显影响,为提高非病毒载体的转染效率提供一个新策略.     

Efficient transfection of MG‐63 osteoblasts using magnetic nanoparticles and oscillating magnetic fields

Aims: To examine the potential of magnetic nanoparticles (MNPs) in transfecting human osteosarcoma fibroblasts (MG‐63) and investigate the effects of a novel non‐viral oscillating nanomagnetic gene transfection system (magnefect‐nano?) in enhancing transfection efficiency (TE). Methods: MG‐63 cells were transfected using MNPs coupled with a GFP‐carrying plasmid. The magnefect‐nano system was evaluated for transfection efficiency and potential associated effects on cell viability. Results: MG‐63 cells were efficiently transfected using MNPs and the magnefect‐nano system significantly enhanced overall transfection efficiency. MNPs were not found to affect cell viability and/or function of the cells. Conclusion: Non‐viral transfection using MNPs and the magnefect‐nano system can be used to transfect MG‐63 cells and assist reporter gene delivery on a single cell basis, highlighting the wide potential of nanomagnetic gene transfection in gene therapy. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.