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.     

受控凋亡素基因逆转录病毒载体诱导人肝癌细胞凋亡

目的:构建受控重组凋亡素基因逆转录病毒载体,观察受四环素调控的凋亡素基因的表达对人肝癌细胞的影响。方法:构建重组逆转录病毒表达载体pRevTRE—VP3。调节载体pRevTet-Off和表达载体pRevTRE—VP3分别转染PT67包装细胞后,取其病毒上清液依次感染人肝癌细胞系HepG2,以四环素调控凋亡素基因在HepG2/Off-VP3细胞中的表达,以流式细胞仪检测细胞凋亡率。结果:重组逆转录病毒载体pRevTRE—VP3构建成功;经PCR和RT—PCR证实凋亡素基因在HepG2细胞中得到了表达;HepG2/Off-VP3—8细胞在无四环素培养环境中凋亡率明显高于在1μg/ml四环素环境中的细胞凋亡率(P＜0．05)。结论:凋亡素基因经RevTet系统导入人肝癌细胞HepG2后,可在四环素调控下表达凋亡素并诱导HepG2细胞凋亡。     

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.     

超声微泡促进TDL复合物介导基因转染的体外实验

目的 研究超声微泡促进TDL复合物介导的肝细胞生长因子(HGF)基因在人脐静脉内皮细胞(HUVEC)中的转染效果.方法 将HUVEC接种在24孔板中,随机分为以下5组:(1) 空白对照组;(2) TDL复合物组;(3) TDL复合物 微泡组;(4) TDL复合物 超声组;(5) TDL复合物 微泡 超声组.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HUVEC生长活性的影响.RT-PCR及Western Blot检测HGF的mRNA及蛋白的表达.结果 TDL复合物 超声 微泡组的绿色荧光强度及转染率均高于其它各组,并对细胞活性无明显影响.TDL复合物 超声 微泡组的HGF mRNA及HGF蛋白的表达也均高于各组.结论 超声微泡可提高TDL复合物介导的基因在体外培养HUVEC的转染效率,并对细胞活性无明显影响,该方法为提高非病毒载体的转染效率提供一个新策略,可能成为缺血性心脏病基因治疗的有效手段之一.     

载基因壳聚糖纳米超声微泡转染miRNA诱导Hela细胞凋亡的研究

目的:探讨载Survivin-miRNA的壳聚糖纳米超声微泡对癌细胞凋亡、增殖的影响.方法:实验分为5组,空白对照组、壳聚糖纳米超声微泡组和低、中、高浓度载Survivin-miRNA的壳聚糖纳米超声微泡转染组(分别给予50、100和200 nmol/L miRNA转染).流式细胞术检测各组Hela细胞凋亡指数(AI)和增殖指数(PI),RT-PCR检测靶向Survivin和caspase-3的mRNA表达,荧光分光光度法分析caspase-3活性变化.结果:各浓度转染组细胞AI明显高于对照组(P＜0.05),高浓度转染率最明显(P＜0.05);各浓度miRNA转染组PI明显低于对照组(P＜0.05),高浓度转染组最明显(P＜0.05);各浓度miRNA转染组Survivin mRNA转录水平有不同程度减弱.Caspase-3 mRNA的表达在各组细胞间差异无显著性(P＞ 0.05);各转染组细胞caspase-3活化水平较对照组明显提高(P＜0.01).结论:不同浓度靶向Survivin基因的miRNA能下调Survivin的mRNA表达水平,对caspase-3 mRNA的表达无明显作用,能激活caspase-3无活性前体,从而诱导Hela细胞凋亡,抑制细胞增殖.     

超声微泡介导自杀基因对卵巢癌细胞的抗瘤效应

目的探讨超声微泡介导自杀基因对卵巢癌SKOV3细胞抗瘤效应的机制。方法采用最适超声转染参数,以超声介导微泡转染pORF-HSV1TK质粒,将SKOV3细胞分成6组:阴性对照组(C组)、超声辐照组(U组)、脂质体组(L组,阳性对照组)、脂质体+超声辐照组(L+U组)、脂质体+微泡+超声辐照组(L+M+U组)和微泡+超声辐照组(M+U组)。以RT-PCR检测HSV1TK的表达,以MTT测定各组细胞增殖抑制率。光镜下观察各组转染细胞数量、形态变化,以流式细胞术(FCM)检测各组细胞凋亡率及细胞周期。结果L+M+U组HSV1TK基因表达最强,细胞增殖抑制率明显高于其他组(P均<0.05),且光镜下细胞数量减少最多,形态明显异常;其细胞凋亡率为(49.13±0.82)%,且大多数细胞周期被阻断于G1期(P<0.05)。结论超声介导微泡能增强HSV1TK/GCV系统抑制SKOV3增殖和诱导SKOV3凋亡的作用,且将SKOV3细胞周期阻断在G1期,从而发挥抗瘤效应。     

乙型肝炎病毒X基因对HepG2肝癌细胞生物学行为的影响及其机制

目的:研究乙型肝炎病毒X基因(HBX)对HepG2细胞生物学行为的影响及机制.方法:HepG2瞬时转染HBX真核表达载体pcDNA3.1-HBX(HepG2/HBX),转染pcDNA3.1的HepG2细胞和未转染任何质粒的HepG2细胞分别作为空白对照组和阴性对照组.转染后48 h收集细胞,流式细胞仪分析细胞凋亡率的变化;transwell检测细胞侵袭能力;RT-PCR检测PEG10 mRNA表达量的变化.结果:实验组细胞凋亡率为(4.8±1.8)％,空白和阴性对照组细胞凋亡率分别为(12.9±1.4)％和(11.7±2.2)％,P＜ 0.05.实验组细胞体外侵袭力增强(P＜0.05),PEG10基因的表达水平明显上调(P＜0.05).结论:HBX通过上调PEG10的表达,抑制HepG2细胞凋亡并增强其体外侵袭能力.     

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.     

超声联合微泡增强脂质体介导基因转染RPE细胞的实验研究

目的 比较声诺维联合超声与脂质体法介导基因转染RPE细胞的转染率和安全性,探讨超声联合微泡增强脂质体转染率的可行性.方法 RPE细胞培养在24孔板,质粒用量2 μg/孔,分为对照组、超声辐照组、超声联合微泡组(包括2 W/cm2和3 W/cm2两个亚组)、脂质体组、脂质体+超声+微泡组5组,每组10孔细胞.荧光显微镜观察基因转染情况,流式细胞仪检测基因转染率,Annexin Ⅴ-FITC和PI双染流式细胞法检测凋亡率.结果 单纯超声辐照组基因转染率为(1.06±0.13)%,超声联合微泡组分别为(15.81±1.70)%和(20.86±2.63)%,脂质体组为(30.06±3.49)%,明显高于超声联合微泡组(P<0.05).脂质体+超声+微泡组为(44.51±1.28)%,明显高于脂质体组(P<0.05).结论 脂质体介导EGFP转染RPE细胞的效率高于超声联合微泡的转染率.超声联合微泡能明显提高脂质体的转染率.     

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.     

超声靶向破坏微泡技术介导shRNA抑制小鼠肝癌细胞株JNK1基因表达

目的 探讨应用超声靶向破坏微泡（UTMD）技术介导shRNA抑制小鼠肝癌细胞株JNK1基因表达的能力。方法 构建并筛选shRNA最佳表达载体。体外培养肝癌细胞Hca-F,共分为5组：A组为空白对照组;B组为shRNA质粒组;C组为脂质体组;D组为超声微泡+超声辐照组;E组为脂质体+超声微泡+超声辐照组。应用倒置荧光显微镜观察转染率;荧光定量PCR检测JNK1的mRNA水平;Western-Blot检测JNK1的蛋白质表达。结果 获得了shRNA干扰效果最好的表达载体。各组转染率比较：E组均大于B、C、D组（P均<0.05）;C、D组之间差异无统计学意义（P>0.05）。荧光定量PCR和Western-Blot检测各组JNK1mRNA和蛋白表达比较：E组的JNK1mRNA和蛋白表达水平均最低（P均<0.05）。结论 脂质体转染法与UTMD技术结合可以提高小鼠肝癌细胞株JNK1 shRNA的转染效率,并能够增强基因表达的抑制效果。     

不同超声参数及转染方式对细胞活力和红色荧光蛋白基因传输的影响

目的 探讨不同超声参数和转染方式对细胞活力和红色荧光蛋白(RFP)基因传输的影响.方法 以两种不同的转染方案培养人宫颈癌细胞(Hela):(A)培养24 h以完全黏附培养板;(S)细胞悬液.对培养的细胞进行超声辐照(强度为1.0 W/cm2;占空比10%、20%、50%;辐照1 min或3 min),比较这两种转染方案和不同超声参数对细胞活力及RFP表达效率的影响.运用最优参数对其他4种不同类型的细胞(HepG2、lshikawa、MCF-7和B16-F10)行超声处理.结果 A组细胞活力随着占空比的增加、辐照时间的延长而逐步降低,超声辐照导致贴壁的细胞从培养板脱离.与A组相比,S组经相同超声参数转染的细胞数目明显增加,但存活率无明显下降.悬浮方式的转染方案,20%占空比,辐照3 min,是获得较高基因转染效率[(28.04±2.27)%]和存活率[(81.20±1.73)%]的最优选择.当培养细胞暴露于最优条件时,不同类型的细胞对超声的反应性不同.与非辐照组相比,辐照组转染率和死亡率均有不同程度的增加.结论 不同超声参数和转染方式对细胞活力和基因传输效率有较大的影响,对超声介导微泡增强的基因传输需要深人地进行优化研究,以提高转染效率.     

Inhibitory effects of shRNA on expression of JNK1 and migration and invasion in mouse hepatocellular carcinoma cell lines mediated by ultrasound-targeted microbubble destruction

AimThe inhibitory effects on expression of JNK1 in mouse hepatocellular carcinoma cell lines and cell migration and invasion were mediated by ultrasound-targeted microbubble destruction (UTMD).Materials and methodsThe best shRNA vector was built and screened. The hepatocellular carcinoma cell lines were cultured in vitro and divided into five groups: the group of normal Hca-F cells, the group of shRNA plasmid (already selected from the above procedure), the group of Lipofectamine, the group of UTMD (ultrasound microbubbles combined with ultrasound exposure) and the group of Lipofectamine and UTMD. The transfection rate was observed by inverted fluorescence microscope. The expression levels of JNK1 mRNA and protein were evaluated by fluorescence quantitative PCR and Western Blot respectively. The cell proliferation was detected by CCK-8. The ability of migration and invasion in vitro was detected by transwell assay.ResultsThe best shRNA vector was established. The comparison of the transfection rate: The group of Lipofectamine and UTMD was larger than that of the groups of shRNA plasmid, Lipofectamine lipofection and UTMD (all P < 0.05). There was no significant difference between the group of Lipofectamine and the group of UTMD (P > 0.05). The comparison of the expression levels of JNK1 mRNA and protein: Both of the mRNA and protein expression levels were lowest in the group of Lipofectamine and UTMD (all P < 0.05). CCK-8 showed that cell viability decreased most in the group of Lipofectamine and UTMD (all P < 0.05); Transwell assay showed that the abilities of migration and invasion decreased most in the group of Lipofectamine and UTMD (all P < 0.05).ConclusionThe transfection rate of JNK1 shRNA can be improved through the combination of lipofection and UTMD in mouse hepatocellular carcinoma cell lines, therefore enhancing the inhibitory effects of gene expression. The inhibitory effects of cell proliferation, migration and invasion can also be enhanced.     

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。     

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.     

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。     

Ultrasound targeted microbubble destruction increases capillary permeability in hepatomas

Ultrasound-targeted microbubble destruction (UTMD) has evolved as a promising tool for organ-specific gene and drug delivery. Taking advantage of high local concentrations of therapeutic substances and transiently increased capillary permeability, UTMD could be used for the treatment of ultrasound accessible tumors. The aim of this study was to evaluate if UTMD can locally increase capillary permeability in a hepatoma model of the rat. Furthermore, we evaluated whether UTMD can transfect DNA into such tumors. Subcutaneous Morris hepatomas were induced in both hind limbs of ACI rats by cell injection. A total of 18 rats were divided into three groups. Only one tumor per rat was treated by ultrasound. The first group received injection of Evans blue, followed by UTMD. The second group received a phosphate-buffered saline solution infusion and ultrasound to the target tumor after Evans blue injection. The third group received UTMD first, followed by Evans blue injection. Tumors and control organs were harvested, and Evans blue extravasation was quantified. Another 12 rats received DNA-loaded microbubbles by UTMD to one tumor, encoding for luciferase. Evans blue injection followed by UTMD showed about fivefold higher Evans blue amount in the target tumors compared with the control tumors. In contrast, no significant difference in Evans blue content was detected between target and control tumors when ultrasound was applied without microbubbles or when UTMD was performed before Evans blue injection. Plasmid transfection was not successful. In conclusion, ultrasound targeted microbubble destruction is able to transiently increase capillary permeability in hepatomas. Using naked DNA, this technique does not seem to be feasible for noninvasive transfection of hepatomas.