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。     

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。     

非病毒载体聚乙烯亚胺介导DNA转染的研究

目的 研究新型非病毒类载体聚乙烯亚胺（PEI）的最适转染条件.方法 分析各种因素对25ku线性PEI转染效率的影响,优化实验条件.结果 PEI与DNA的质量比≥2能保证DNA与PEI完全结合,最佳混合时间为10 min,但血清的存在将降低其结合效率.在一定范围内提高PEI与DNA的质量比有利于提高转染效率.293T细胞最适转染密度为培养面积的80%.结论 确定了PEI转染细胞的最优条件.     

两种阳离子纳米基因载体及植物基因介导效果的研究

以阳离子聚乙烯亚胺(polyethylenimine, PEI)和壳聚糖(chitosan, CS)作为两种植物基因载体,分别制备了载基因PEI纳米粒(PEI/DNA)和壳聚糖-DNA纳米粒(CS/DNA),并对其形态、粒度分布、包封率、DNA结合的稳定性及纳米颗粒对DNA的保护等方面进行表征.并以GFP基因为报告基因进行植物细胞转染,比较两者转化效率.结果表明PEI/DNA纳米粒稳定性,对DNA的保护以及转染效率等方面均优于壳聚糖-DNA纳米粒.     

一种可降解的阳离子聚合物基因转染试剂

目的：合成一种高效、低毒的新型阳离子聚合物载体。方法：以低分子量的聚乙烯亚胺（PEI）为阳离子聚合物的基本单位,以可水解的2,4-戊二醇二丙烯酸盐（PODOA）为交联剂,合成高分子聚合物。用DNA凝胶迟滞实验验证聚合物与DNA的亲和力,以绿色荧光蛋白基因和萤光素酶检测其基因转染效率,用聚合物凝胶电泳实验鉴定其降解性,以MTT法检测其细胞毒性。结果：聚合物具有高的DNA结合亲和力、高基因转染效率,基因转染后的萤光素酶活性高达3×10^9RLU／mg,其基因转染效率相当于甚至优于目前市售的转染试剂,而细胞毒性明显低于其他试剂。该聚合物在中性环境下可降解,而在酸性条件下非常稳定。结论：合成的聚合物具有高转染效率和低细胞毒性,可能在转染和基因治疗研究中起重要作用。     

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:研究以对苯二甲醛( Terephthalaldehyde)为连接剂的聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine,PEI)衍生物PEI-Tp对肝癌细胞Hep G2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Hep G2细胞中的转染活性,用MTT的方法研究高分子对Hep G2细胞的毒性.结果:Hep G2细胞转染结果显示构建的聚乙烯亚胺衍生物PEI-Tp具有高效输送质粒的能力;细胞毒性结果显示PEI-Tp随着浓度的增加,其毒性显著低于PEI25 kDa.结论:Hep G2细胞实验数据显示PEI-Tp是一种高效、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.     

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。     

转录后水平沉默与基因表达

基因沉默是1个非常复杂和普遍的现象。转录后水平的基因沉默是指转基因在细胞核里能稳定转录,细胞质里却无相应的稳定态mRNA存在的现象。它往往被称为共抑制、静息作用或RNA干预等。本文介绍了转录后水平的基因沉默现象的发现、分子机理和应用等方面的进展。提出了克服转录后水平基因沉默的一些对策。     

SNAPper: gene order predicts gene function

SNAPper is a network service for predicting gene function based on the conservation of gene order. AVAILABILITY: The SNAPper server is available at http://pedant.gsf.de/snapper. SNAPper-based functional predictions will soon be offered as part of the PEDANT genome analysis server http://pedant.gsf.de.     

Horizontal gene transfers as metagenomic gene duplications

While it is well accepted that horizontal gene transfer plays an important role in the evolution and the diversification of prokaryotic genomes, many questions remain open regarding its functional mechanisms of action and its interplay with the extant genome. This study addresses the relationship between proteome innovation by horizontal gene transfer and genome content in Proteobacteria. We characterize the transferred genes, focusing on the protein domain compositions and their relationships with the existing protein domain superfamilies in the genome. In agreement with previous observations, we find that the protein domain architectures of horizontally transferred genes are significantly shorter than the genomic average. Furthermore, protein domains that are more common in the total pool of genomes appear to have a proportionally higher chance to be transferred. This suggests that transfer events behave as if they were drawn randomly from a cross-genomic community gene pool, much like gene duplicates are drawn from a genomic gene pool. Finally, horizontally transferred genes carry domains of exogenous families less frequently for larger genomes, although they might do it more than expected by chance.     

基因治疗中外源基因的导入

基因治疗是将遗传物质导入靶细胞以达到治疗疾病的目的,目前基因治疗研究中的主要障碍是如何格外源基因导入靶细胞。本介绍基因治疗的原理和外源基因导入靶细胞时的常用方法,包括显微注射法、电穿孔法、基因枪粒子轰击法等。对基因治疗的现状、存在的问题及未来发展前景作了简要探讨。     

Human globin gene expression after gene transfer

Human globin genes can be transferred into mouse and human erythroid cells in culture, and can be appropriately expressed at the mRNA level in these cells. A plasmid containing a human beta globin gene is expressed in mouse erythroleukemia cells (MELC), and another containing a human epsilon or gamma gene is expressed in human erythroleukemia (K562) cells. A neomycin resistance (neoR) gene on the plasmids has been used to select for those cells containing the transferred globin genes; this selection may favor the expression of the globin genes by providing chromosomal positions requiring neoR expression. Analyzing clones resistant to G418, a neomycin analogue, demonstrated globin mRNA expression and induction. Retroviral vectors have also been used to transfer and appropriately express human beta genes in MELC. In addition, a plasmid containing a dihydrofolate reductase (DHFR) gene as well as neoR and beta globin genes has been used to amplify and express beta globin mRNA in MELC. These experiments suggest that high level appropriate expression of human beta globin genes is feasible and provides potentially useful approaches to the long-range goal of gene therapy for sickle cell anemia and beta thalassemia.