一种载基因阳离子微泡超声造影剂的制备及特性研究

目的 制备一种新型的阳离子超声造影剂,评价其理化性质,载基因及体内显影能力.方法 采用水浴机械震荡法,加入DC-胆固醇制备一种阳离子脂质微泡;观察其形态、粒径、表面电位等物理特性,并考察平均粒径及浓度在一定条件下随时间变化情况;检测其载基因量,评价其体内显像效果及对细胞的毒性作用. 结果 所制备的阳离子微泡形态规则,稳定性好,马尔文电位仪测得平均表面电位为(29.02±1.30) mV.与普通脂质微泡比较,阳离子微泡载基因量明显增加,最大基因结合量达4 μg/108个微泡,最大基因结合率为39.2％.对细胞无明显毒性,且体内实验阳离子微泡持续增强兔肝脏显影超过15 min.结论 自制的新型阳离子微泡是一种理想的超声造影剂,并能显著增加基因携带量,可望提高超声靶向微泡破坏技术介导的基因转染效率.     

低频超声联合微泡造影剂增强脂质体介导pEGFP-N1基因转染体外前列腺癌细胞

目的探讨低频超声联合微泡造影剂增强脂质体介导增强型绿色荧光蛋白质粒(pEGFP-N1)转染前列腺癌细胞的可行性,并对超声微泡浓度参数进行优化。方法将前列腺癌PC-3细胞悬液分为空白对照组、超声组、微泡组、微泡+超声组、脂质体组、脂质体+微泡组、脂质体+超声组、脂质体+微泡+超声组,其中脂质体+微泡+超声组根据微泡体积浓度不同分为(0、10%、20%、30%、40%和50%)6个亚组。经超声辐照,24h后用荧光显微镜观察细胞中基因表达情况,并用流式细胞仪检测转染率。结果脂质体+微泡+超声组基因转染效率最高,与其他组比较差异均有统计学意义(P均<0.05);在脂质体+微泡+超声亚组中,微泡浓度为20%亚组基因转染率最高。结论低频超声联合微泡能有效增强脂质体介导pEGFP-N1基因在体外前列腺癌细胞中的转染率,20%是体外基因转染前列腺癌细胞的最佳微泡浓度。     

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.     

载基因微泡介导β-galactosidase质粒转染心肌细胞的对照研究

目的　观察不同的载基因微泡介导体外培养心肌细胞报告基因转染与表达,探讨微泡性质 与浓度在超声破裂微泡介导基因转染过程中的效应。方法　以β galactosidase质粒为报告基因,制备两 种不同性质的载基因微泡,利用诊断性超声破裂微泡进行体外心肌细胞基因转染,测定β galactosidase表 达水平并进行细胞活性检测。结果　超声载基因破裂氟烷气体微泡(PESDA)转染组心肌细胞β galactosidase表达约为单纯质粒转染组80倍(P<0.01),并在一定范围内随微泡浓度增加而增高。超声 破裂载基因PESDA转染组基因表达水平明显高于超声破裂载基因声振白蛋白微泡(ASDA)转染组(P< 0.05),而两组对细胞活性影响却无明显差异(P>0.05)。结论　超声微泡性质及浓度对超声破裂微泡介 导基因转染效率具有重要影响,低能量诊断性超声破裂载基因PESDA较超声破裂载基因ASDA能更为 有效地介导基因转染,是一种安全高效的基因传输方法。     

超声微泡介导体外转染hAng-1基因最佳条件的初步探讨

目的 探讨SonoVue微泡携带人血管生成素-1(hAng-1)基因在体外转染时超声照射强度、微泡浓度、DNA浓度等对转染效率和细胞活性的影响,以确定最佳转染条件.方法 将连接有eGFP-C_3-hAng-1质粒的SonoVue微泡以不同方式与293 T细胞混合,在超声照射下进行基因转染.分别检测不同超声照射强度、照射时间、不同微泡浓度和DNA浓度下的基因转染效率和细胞存活率.结果 随着超声照射强度、照射时间、微泡浓度和DNA浓度的增加,基因转染效率显著增加,细胞存活率在90%以上;当照射强度达到1.5 W/cm~2以上,照射时间超过30 s,微泡浓度和DNA浓度分别达到20%和15 mg/L后hAng-1基因的转染效率不再显著升高,而细胞存活率显著下降(P<0.01).结论 SonoVue微泡体外转染hAng-1基因的最佳条件为以细胞贴壁方式混合载基因微泡.照射强度1.5 W/cm~2,照射时间30 s,微泡浓度和DNA浓度分别为20%和15 mg/L.     

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。     

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.     

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.     

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。     

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。     

体外实验观察微泡-阳离子纳米脂质体复合物促进HGF基因转染

目的通过生物素-亲和素的特异结合,制备一种高效载肝细胞生长因子(HGF)基因的脂质微泡(LMB)-阳离子纳米脂质体复合物(LMB-CNLP),观察转染情况,探讨其对对数生长期的肝星状细胞株HSC-T6活性的影响。方法将HSC-T6细胞分为载HGF基因的LMB组、LMB-CNLP组和对照组(单纯质粒),超声辐照各组进行HGF转染。以荧光显微镜及流式细胞仪观测转染情况,ELISA试剂盒检测HGF蛋白表达情况,流式细胞仪检测HSC-T6细胞凋亡。结果 LMB-CNLP组HGF基因的转染率为41.29%,明显高于其他2组。转染后的细胞能持续表达HGF,且随着HGF蛋白增多,HSC-T6细胞凋亡率增高。结论超声辐照LMB-CNLP复合物能提高HGF基因在体外培养的HSC-T6细胞中的转染情况,促进HSC-T6凋亡,为基因治疗肝纤维化提供实验依据。     

超声介导SonoVue微泡破裂对hAng-1基因完整性和表达效率的影响

目的 探讨超声联合SonoVue微泡介导hAng-1基因转染293T细胞的转染效率及基因完整性和表达状况.方法 构建eGFP-C3-hAn-1质粒,根据不同实验组的设计,应用相应的微泡联合超声辐照条件进行293T细胞的eGFP-C3-hAng-1基因转染,转染后48 h,以荧光显微镜观察到绿色荧光为转染成功标志;流式细胞术检测基因转染阳性细胞率,台盼蓝染色检测细胞生存率;RT-PCR和Western blot技术检测hAng-1基因的mRNA和蛋白表达;琼脂糖凝胶电泳检测经超声辐射后质粒的完整性.结果 ①微泡浓度为20%,DNA浓度为15 mg/L时进行基因转染可获较好转染效率和细胞生存率;②转染体系中血清的存在并不影响转染效率和细胞生存率;③最适转染条件下的超声辐照剂量不会影响DNA的完整性,且转染后的基因可正常表达mRNA并翻译目的蛋白.结论 微泡联合超声辐照能够介导体外细胞治疗性基因的转染,血清的存在并不影响基因的转染,转染后的基因能顺利地表达并具有正常功能.     

超声击破微泡对重组腺病毒Ad-EGFP/HIF-1α活性的影响

目的 探讨超声破坏载重组腺病毒Ad-EGFP/HIF-1α的微泡对Ad-EGFP/HIF-1α生物学活性的影响.方法 采用机械振荡法及分层吸附法制备携带重组腺病毒的脂质超声微泡造影剂,用DFY-Ⅱ型超声图像定量分析诊断仪检测微泡粒径.计算其浓度.将脐静脉内皮细胞(HUVEC)接种在24孔板中,随机分为以下5组:①空白对照组;②重组腺病毒Ad-EGFP/HIF-1α组;③载霞组腺病毒Ad-EGFP/HIF-1α微泡组;④超声+重组腺病毒Ad-EGFP/HIF-1α组;⑤超声+载重组腺病毒Ad-EGFP/HIF-1α微泡组.荧光显微镜及流式细胞仪检测各组在细胞内的表达及转染效率,R-PCR法检测HIF-1α的mRNA的表达.结果 载重组腺病毒的超声微泡的大小、粒径及分布与普通超声微泡相似.与对照组相比,各组间绿色荧光强度及转染率无明显差别;各组间HIF-1α mRNA的表达也无明显差别.结论 利用超声破坏载重组腺病毒Ad-EGFP/HIF-1α的微泡造影剂对腺病毒活性无明显影响,为拓展超声微泡介导的基因治疗领域提供了新的思路和方法.     

超声联合载卡莫司汀脂质微泡诱导大鼠C6细胞凋亡

目的 探讨低频超声介导载卡莫司汀脂质微泡诱导大鼠神经胶质瘤C6细胞凋亡的机制.方法 采用MTT法检测各实验组不同时间点的细胞抑制率,确定实验参数;流式细胞仪分析C6细胞的凋亡率及细胞周期;透射及扫描电镜观察C6细胞超微结构的变化.结果 超声+10%载卡莫司汀微泡组在6 h时段细胞抑制率、细胞凋亡率均最高,与其他实验组及对照组相比差异均有显著统计学意义(P<0.01).超声破坏载药微泡使增殖期(S期)细胞比例减少,电镜观察超声联合载药微泡可使C6细胞出现凋亡.结论 低频超声介导载卡莫司汀脂质超声微泡能诱导C6细胞凋亡,可能成为胶质瘤治疗的一种新方法.     

经多功能心腔内超声导管超声辐照破坏微泡对犬心肌组织的生物学效应

目的观察经多功能心腔内超声(ICE)导管超声辐照破坏微泡对动物心肌产生的生物学效应,探索基因治疗缺血性心脏病的新方法。方法 15只犬随机分为US+MB组、US组、对照组3组,每组5只。以介入法将多功能ICE导管送入犬心室。对US+MB在ICE监控下向左心室游离壁注射0.5ml微泡,并以1 W/cm2的声能对注射部位辐照1min;对US组以相同条件行左心室壁辐照,但不注射微泡;对照组在插入导管后不进行任何处理。术后3天处死动物,观察心肌组织大体改变,并行HE染色观察细微结构变化。结果ICE能对注射针的进针深度、微泡注射及辐照过程进行实时监控。观察期内所有动物均正常存活。US+MB组心肌辐照部位出现充血、心肌细胞间隙增宽、少量炎性细胞浸润等改变,US组心肌组织仅出现轻微充血;对照组动物心肌无异常变化。结论经ICE导管超声辐照破坏微泡能在靶区域产生相应生物学效应,内置ICE可对心肌内微泡注射、超声辐照过程进行实时监控。此款新型多功能导管可能为基因治疗缺血性心脏病提供新的、更加安全有效的途径。     

Ultrasound-mediated microbubble destruction enhances gene transfection in pancreatic cancer cells

INTRODUCTION: The purpose of this study was to determine whether ultrasound exposure combined with microbubble destruction could be used to enhance non-viral gene delivery in human pancreatic carcinoma cells (PANC-1). METHODS: The study was performed with four experimental groups: Group P, plasmid alone; Group P+M, plasmid and microbubbles; Group P+U, plasmid and ultrasound; Group P+U+M, plasmid with ultrasound and microbubbles. Plasmid DNA encoding enhanced green fluorescent protein (pEGFP) was gently mixed with commercially available ultrasound microbubble contrast agents (SonoVue(R); Bracco Diagnostics Inc, Milan, Italy) in Group P+M and Group P+U+M. The different combinations of DNA and DNA plus microbubbles were added to cultured PANC-1 cells under different conditions. Transfection efficiency and cell viability were assessed by FACS analysis (Becton Dickinson, San Jose, CA, USA), confocal laser scanning microscopy, and trypan blue staining. RESULTS: The results demonstrated that microbubbles with ultrasound exposure could significantly enhance the reporter gene expression as compared with other groups (Group P+U+M, 21.4%+/-3.16%; Group P, 2.9%+/-0.45%; Group P+M, 3.1%+/-0.51%; Group P+U, 6.1%+/-1.27%; P<0.01). No statistically significant difference was observed in the PANC-1 cell viability between Group P+U+M and other groups (P>0.05). CONCLUSION: Our in-vitro findings suggest that ultrasound-mediated microbubble destruction has the potential to promote efficient gene transfer into PANC-1 cells without significant cell death. This non-invasive gene transfer method may be a useful tool for safe clinical gene therapy of pancreatic cancer in the future.     

Ultrasound‐mediated gene transfer (sonoporation) in fibrin‐based matrices: potential for use in tissue regeneration

It has been suggested that gene transfer into donor cells is an efficient and practical means of locally supplying requisite growth factors for applications in tissue regeneration. Here we describe, for the first time, an ultrasound‐mediated system that can non‐invasively facilitate gene transfer into cells entrapped within fibrin‐based matrices. Since ultrasound‐mediated gene transfer is enhanced using microbubbles, we compared the efficacy of neutral and cationic forms of these reagents on the ultrasound‐stimulated gene transfer process in gel matrices. In doing so we demonstrated the beneficial effects associated with the use of cationic microbubble preparations that interact directly with cells and nucleic acid within matrices. In some cases, gene expression was increased two‐fold in gel matrices when cationic microbubbles were compared with neutral microbubbles. In addition, incorporating collagen into fibrin gels yielded a 25‐fold increase in gene expression after application of ultrasound to microbubble‐containing matrices. We suggest that this novel system may facilitate non‐invasive temporal and spatial control of gene transfer in gel‐based matrices for the purposes of tissue regeneration. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

超声激励荧光微泡对兔乳腺癌转移淋巴结的释放作用

目的 观察超声激励荧光微泡空化对兔乳腺癌转移淋巴结的荧光释放作用。 方法 使用二甲基亚砜(DMSO)溶解绿色细胞膜荧光分子探针(DiO),抽取少量溶解液与脂质微泡混和,通过高速机械振荡制成荧光微泡。选取16只荷VX2乳腺癌的新西兰大白兔随机分成荧光微泡联合超声空化组和单纯荧光微泡组。荧光微泡联合超声空化组经瘤周皮下注射1 ml荧光微泡并按摩,待瘤周引流淋巴结超声显影后,采用脉冲式治疗超声间歇辐照淋巴结5次,共30 min;单纯荧光微泡组同样经瘤周皮下注射荧光微泡并按摩,但给予治疗超声假照。剖取淋巴结标本行冰冻组织切片,于激光共聚焦显微镜下观察淋巴结内的荧光分布情况,并定量分析荧光面积、累积光密度(IOD)及平均光密度(AOD)。 结果 荧光微泡联合超声空化组淋巴结的荧光面积、IOD和AOD均高于单纯荧光微泡组(P均<0.05)。 结论 荧光脂质微泡经瘤周注射不仅可进入兔乳腺癌模型的淋巴管使淋巴结显影,且可在治疗超声的激励作用下实现荧光物质在局部淋巴结高浓度释放。