新型聚乙烯亚胺衍生物在Hep G2细胞中转染和毒性的研究

目的:研究以1,4-丁二醇二氯甲酸酯为连接剂的聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine,PEI)衍生物PEI-Bu对肝癌细胞的转染活性和细胞毒性的影响.方法:以荧光素酶质粒作为报告基因,研究高分子和DNA的复合物在HepG2细胞中的转染活性,研究高分子对Hep G2细胞的毒性.结果:Hep G2细胞转染结果显示我们构建的聚乙烯亚胺衍生物PEI-Bu有比阳性对照PEI 25 kDa和Lipofectamine 2000更高的基因表达;细胞毒性结果显示PEI-Bu随着浓度的增加,其毒性显著低于PE125 kDa.结论:HepG2细胞实验教据显示PEI-Bu是一种高效、低毒,在肝脏基因治疗领域有相当前景的非病毒载体.     

新型聚乙烯亚胺衍生物在COS-7 细胞中转染和毒性的研究

目的:研究以乙二醛为连接剂的聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine,PEI)衍生物Polyimine-PEI对非洲绿猴肾癌细胞COS-7的转染活性和细胞毒性的影响。方法:以荧光素酶质粒为报告基因,研究高分子与DNA的复合物在COS-7细胞的转染活性,用MTT方法研究高分子对COS-7细胞的毒性。结果:COS-7细胞实验显示,Polyimine-PEI具有很低细胞毒性,其毒性显著低于PEI25kDa,同时也具有高效输送质粒的能力。结论:Polyimine-PEI是一种新型的高效,低毒在基因治疗领域有相当前景的非病毒载体。     

新型聚乙烯亚胺衍生物在COS-7细胞中转染和毒性的研究

目的：研究以乙二醛为连接剂的聚乙烯亚胺（Polyethyleneimine,PEI）衍生物Polyimine-PEI对非洲绿猴肾癌细胞COS-7的转染活性和细胞毒性的影响。方法：以荧光素酶质粒为报告基因,研究高分子与DNA的复合物在COS-7细胞的转染活性,用MTT方法研究高分子对COS-7细胞的毒性。结果：COS-7细胞实验显示,Polyimine-PEI具有很低细胞毒性,其毒性显著低于PEI25kDa,同时也具有高效输送质粒的能力。结论：Polyimine-PEI是一种新型的高效,低毒在基因治疗领域有相当前景的非病毒载体。     

交联聚乙烯亚胺衍生物的构建及其转染COS-7 细胞的研究

目的:优化构建交联聚乙烯亚胺(Polyethylenemine,PEI)衍生物PEI-Bu,研究其对非洲绿猴肾成纤维细胞系(COS-7)的转染活性和细胞毒性。方法:以PEI 800Da为骨架,1,4-丁二醇二氯甲酸酯为连接剂制备聚合物PEI-Bu,琼脂糖凝胶电泳考察其复合质粒DNA的能力,MTT法检测PEI-Bu对COS-7的毒性,以荧光素酶质粒作为报告基因,测定PEI-Bu/DNA复合物在COS-7细胞的转染活性。结果:凝胶电泳表明PEI-Bu/DNA在质量比大于1时即具有复合DNA的能力,PEI-Bu的细胞毒性随浓度增大而增大,在同一浓度下PEI-Bu的细胞毒性小于PEI 25kDa,(P<0.05),PEI-Bu/DNA在质量比为5时达到最高转染活性,高于PEI 25kDa(P<0.01),并与Lipofectamine2000相当(P>0.05)。结论:PEI-Bu在COS-7细胞中是一种低细胞毒性、高转染活性的非病毒基因载体(与商业化的PEI 25kDa比较),其在基因治疗领域中具有潜在的应用前景。     

基于间苯二甲醛构建的IPEI在滑膜细胞中的转染与毒性研究

目的:研究以间苯二甲醛(Isophthalaldehyde)作为连接剂构建的新型聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine,PEI)衍生物IPEI为非病毒基因载体在治疗类风湿性关节炎(RA)中的应用,主要对阳离子聚合物IPEI在SD大鼠滑膜细胞中进行体外生物学评价。方法:IPEI以不同质量比包裹绿色荧光蛋白(GFP)质粒和白细胞介素-1受体拮抗剂(IL-1Ra)质粒,研究复合物在滑膜细胞中的转染活性,同时用MTT方法研究聚合物对滑膜细胞的细胞毒性。结果:复合物在质量比为2到10范围内,转染效果比较理想,具有高效输送质粒的能力;同时IPEI的细胞毒性也很小,细胞存活率明显高于商业化转染试剂PEI 25 KDa对照组。结论:阳离子聚合物IPEI具有高转染效率和低毒性的特点,从体内水平上证实了IPEI是一种良好的治疗类风湿性关节炎的基因输送载体。     

聚乙烯亚胺转基因影响因素的测定及其优化

聚乙烯亚胺 (PEI)为阳离子多聚物 ,可浓缩DNA形成纳米级颗粒 ,作为基因释放载体转染真核细胞 .选用Mr2 5 0 0 0 ,分枝状的聚乙烯亚胺转染质粒 ,比较多种转基因效率的影响因素 .通过MTT法测定PEI对COS 7细胞的细胞毒性 .利用电泳阻滞实验测定PEI与DNA形成复合物时所需的比例 .通过PEI转染增强型绿色荧光蛋白的pEGFP质粒、编码β 半乳糖苷酶的pSVβ质粒 ,探索氯喹、白蛋白、血清、盐离子浓度、质粒剂量、细胞数量等对聚乙烯亚胺转基因效率的影响 .实验发现 ,PEI对细胞的毒性作用与剂量相关 .PEI DNA的N P比在 3 0以上方可完全结合DNA .溶酶体抑制剂氯喹可增加转染效率 .培养液中的白蛋白、血清会降低转染效率 .生理盐溶液作为配制PEI DNA复合物的溶媒 ,转染效率高于 5 %葡萄糖作为溶媒 .随着转染质粒剂量的增加 ,转染效率呈剂量依赖正效应 .聚乙烯亚胺是有效的体外真核细胞转染剂 ,可用于合成更复杂的基因释放载体 .     

聚乙二醇化学修饰的聚乙烯亚胺衍生物的制备及其细胞毒性研究

目的:合成聚乙二醇(PEG)化的聚乙烯亚胺衍生物(PEI-Et)基因输送载体PET 1和PET 2,并考察两个载体材料在He La细胞、MCF-7细胞中的细胞毒性及在He La细胞中的转染效率。方法:将亚乙基二氯甲酸酯与PEI 800 Da交联制备成交联PEI衍生物PEI-Et,进一步将PEI-Et与聚乙二醇(PEG)以不同摩尔比例(1:1,2:1)交联连接,得到PEG化的PET 1和PET 2。采用MTT法检测PEI-Et、PET 1、PET 2对He La细胞、MCF-7细胞的细胞毒性。检测单位质量的荧光强度测定转染效率。结果:PET的细胞毒性随浓度增大而增大,在同一浓度下PET的细胞毒性小于PEI 25 KDa(P0.01);并且与DNA复合后,复合物细胞毒性随质量比的增高而增大,在同一质量比下PET的细胞毒性小于PEI 25 KDa(P0.01),特别是PET 1。并且最佳比例时,PET 1的转染活性最高。结论:作为非病毒基因载体,PET 1具有高的转染效率及低的细胞毒性。     

PEI-Et输送特异性shRNA对大鼠肝细胞AGT基因表达的影响

目的:研究交联小分子量聚乙烯亚胺衍生物PEI-Et对大鼠肝细胞(BRL-3A)的细胞毒性、转染效率和携带高血压相关基因血管紧张素原(AGT)短发卡RNA(shRNA)沉默AGT表达的能力。方法:MTT法检测PEI-Et/shRNA复合物对BRL-3A细胞的毒性,流式细胞术检测PEI-Et/shRNA复合物对BRL-3A细胞的转染效率,RT-PCR和Western blot检测PEI-Et/shRNA对AGT的基因沉默效果。结果:在相同质量比(w/w)时PEI-Et/shRNA的细胞毒性小于PEI 25kDa/shRNA(P0.01),PEI-Et/shRNA在w/w为30时达到最高转染效率,高于PEI 25 kDa(P0.01),PEI-Et/shRNA能高效沉默BRL-3A细胞中AGT基因的表达。结论:PEI-Et在BRL-3A细胞中是一种低细胞毒性、高转染效率的非病毒基因载体(与商业化的PEI 25kDa比较),能携带AGT shRNA高效沉默BRL-3A细胞中AGT基因的表达,通过用PEI-Et/AGT shRNA来抑制AGT的表达将为高血压的基因治疗提供一种新的思路。     

一种新的非病毒基因转移载体及其体外细胞转染活性研究

目的：用低分子量的聚乙亚胺(PEI)有效地进行基因转染,为基因转染在基因治疗中的应用提供一种可靠、廉价、高效的方法。方法：将带有绿色荧光蛋白(GFP)报告基因的真核表达质粒与阳离子聚合物聚乙亚胺(PEI)结合,用肝癌细胞系SMMC7721实验,研究PEI分子量与转染活性以及可能引起的细胞毒性之间的关系;进一步研究在血清存在的情况下,PEG(聚乙二醇8000)、叶酸等物质对PEI介导的转染效率的影响。结果：分子量为600Da的PEI在pH值为6．0时与质粒DNA以1：1的质量比混合,细胞转染效率最高为43．6 /-7．3％,随着分子量的增大,转染活性略有下降;进一步研究发现,在血清存在下,20μM的叶酸和15％的PEG能有效地改善PEI介导的转染活性,使其转染活性提高了13％;用光学相差显微镜检测了PEI潜在的细胞毒性,结果发现分子量为600Da的PEI没有使细胞形态改变或死亡,但是随着分子量的增大,PEI潜在的细胞毒性也相应增大。结论：PEI是一种高效、有用的非病毒载体,能够在培养的哺乳动物细胞中进行基因转移,这对疾病的基因治疗具有潜在的应用价值。     

疏水修饰聚阳离子高分子SP-Chol 在COS-7 细胞中转染和毒性的研究

目的:研究以精胺为单体,以乙二醇二氯甲酸酯作为连接剂,以胆固醇氯甲酸酯作为疏水基团连接剂合成的疏水修饰聚阳离子高分子SP-Chol对非洲绿猴肾癌细胞COS-7的转染活性和细胞毒性的影响。方法:以荧光素酶质粒为报告基因,研究SP-Chol与DNA的复合物在COS-7细胞的转染活性,用MTT方法研究SP-Chol对COS-7细胞的毒性。结果:COS-7细胞实验显示,SP-Chol具有低于PEI 25kDa的细胞毒性,同时也具有高效输送DNA的能力。结论:SP-Chol是一种新型的高效、低毒,在基因治疗领域有潜在应用价值的非病毒基因输送载体。     

Transfection of bovine fetal fibroblast with polyethylenimine (PEI) nanoparticles: effect of particle size and presence of fetal bovine serum on transgene delivery and cytotoxicity

The development of efficient transfection protocols for livestock cells is crucial for implementation of cell-based transgenic methods to produce genetically modified animals. We synthetized fully deacylated linear 22, 87 and 217 kDa polyethylenimine (PEI) nanoparticles and compared their transfection efficiency and cytotoxicity to commercial branched 25 kDa PEI and linear 58 kDa poly(allylamine) hydrochloride. We studied the effect of PEI size and presence of serum on transfection efficiency on primary cultures of bovine fetal fibroblasts and established cells lines (HEK 293 and Hep G2). We found that transfection efficiency was affected mainly by polymer/pDNA ratio and DNA concentration and in less extent by PEI MW. In bovine fibroblast, preincubation of PEI nanoparticles with fetal bovine serum (FBS) greatly increased percentage of cells expressing the transgene (up to 82%) while significantly decreased the polymer cytotoxic effect. 87 and 217 kDa PEI rendered the highest transfection rates in HEK 293 and Hep G2 cell lines (>50% transfected cells) with minimal cell toxicity. In conclusion, our results indicate that fully deacylated PEI of 87 and 217 kDa are useful DNA vehicles for non-viral transfection of primary cultures of bovine fetal fibroblast and HEK 293 and Hep G2 cell lines.     

疏水修饰聚阳离子高分子SP-Chol在COS-7细胞中转染和毒性的研究

目的：研究以精胺为单体,以乙二醇二氯甲酸酯作为连接剂,以胆固醇氯甲酸酯作为疏水基团连接剂合成的疏水修饰聚阳离子高分子SP-Chol对非洲绿猴肾癌细胞COS-7的转染活性和细胞毒性的影响。方法：以荧光素酶质粒为报告基因,研究SP-Chol与DNA的复合物在COS-7细胞的转染活性,用MTT方法研究SP-Chol对COS-7细胞的毒性。结果：COS-7细胞实验显示,SP-Chol具有低于PEI 25kDa的细胞毒性,同时也具有高效输送DNA的能力。结论：SP-Chol是一种新型的高效、低毒,在基因治疗领域有潜在应用价值的非病毒基因输送载体。     

Low molecular weight polyethylenimines linked by beta-cyclodextrin for gene transfer into the nervous system

BACKGROUND: Polyethylenimines (PEIs) with high molecular weights are effective nonviral gene delivery vectors. However, the in vivo use of these PEIs can be hampered by their cellular toxicity. In the present study we developed and tested a new PEI polymer synthesized by linking less toxic, low molecular weight (MW) PEIs with a commonly used, biocompatible drug carrier, beta-cyclodextrin (CyD). METHODS AND RESULTS: The terminal CyD hydroxyl groups were activated by 1,1'-carbonyldiimidazole. Each activated CyD then linked two branched PEI molecules with MW of 600 Da to form a CyD-containing polymer with MW of 61 kDa, in which CyD served as a part of the backbone. The PEI-CyD polymer developed was soluble in water and biodegradable. In cell viability assays with sensitive neurons, the polymer performed similarly to low-MW PEIs and displayed much lower cellular cytotoxicity compared to PEI 25 kDa. The gene delivery efficiency of the polymer was comparable to, and at higher polymer/DNA ratios even higher than, that offered by PEI 25 kDa in neural cells. Attractively, intrathecal injection of plasmid DNA complexed by the polymer into the rat spinal cord provided levels of gene expression close to that offered by PEI 25 kDa. CONCLUSIONS: The polymer reported in the current study displayed improved biocompatibility over non-degradable PEI 25 kDa and mediated gene transfection in cultured neurons and in the central nervous system effectively. The new polymer would be worth exploring further as an in vivo delivery system of therapeutic genetic materials for gene therapy of neurological disorders.     

新型阳离子基因传递载体PEI-PBLG的细胞转染研究

对新型阳离子聚合物PEI(10kD)-PBLG进行研究,重点考察其基因转染效率与细胞毒性,探讨其作为基因载体的可能性。通过粒径分析及扫描电镜(SEM)观察PEI(10kD)-PBLG与质粒pEGFP自组装形成的颗粒形态及粒径,预测其进入细胞的可能性。使用MTT比色法分析PEI(10kD)-PBLG、PEI(25kD)-PBLG、PEI(10kD)和PEI(25kD)的细胞毒性差异。选用表达增强型绿色荧光蛋白的质粒pEGFP作为报告基因模型,将其与PEI(10kD)-PBLG自组装后,分别转染真核细胞株Hela、COS-7、Vero-E6和ECV304,应用流式细胞术检测细胞转染效率,并比较了血清、缓冲液、细胞谱等多种因素对基因转染效率的影响。PEI(10kD)-PBLG可包裹质粒形成粒径100~120nm的纳米复合物,适合介导质粒进入细胞。该纳米粒复合物对转染缓冲液的敏感度较低,并能够在10%血清存在的条件下,转染全部实验用细胞株,尤其对Hela的转染效率最高,其次是COS-7、Vero-E6和ECV304;其中PEI-PBLG(10kD)/pEGFP复合物转染Hela细胞的比率为45.02%,高于PEI(10kD)/pEGFP的29.16%;PEI(10kD)-PBLG的细胞毒性作用显著低于PEI(25kD)、PEI(10kD)和PEI(25kD)-PBLG。新型阳离子多聚物PEI(10kD)-PBLG在提高PEI介导的基因转染效率的同时降低了其细胞毒性,提高了生物相容性,有望成为基因转移的有效载体。