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 .     

核酸载体lipopolyplex 的制备及细胞毒性研究

目的：为降低聚阳离子基因载体polyplex 的正电荷和毒性,在其表面构建中性磷脂膜制备lipopolyplex,并测定lipopolyplex 对小鼠结肠癌细胞CT26 和人乳腺癌细胞MCF-7 的细胞毒性。方法：采用PEI25KDa与DNA 复合制备polyplex,在polyplex 体系 中加入中性脂质体和SADGE 制备lipopolyplex。采用琼脂糖凝胶电泳考察lipopolyplex 对质粒DNA的包裹能力;采用激光粒度 仪和zeta 电位分析仪测定lipopolyplex 的粒径与zeta 电位;采用透射电镜观察lipopolyplex 的形态;采用CCK-8 试剂盒考察 lipopolyplex 对CT26和MCF-7 的细胞毒性。结果：琼脂糖凝胶电泳显示lipopolyplex 可以完全包裹质粒DNA;lipopolyplex 的粒 径在200 nm 左右,电位在-20 mV 左右;透射电镜下为较为规则的球状颗粒;lipopolyplex 在CT26 和MCF-7 细胞中的毒性明显 低于聚阳离子基因载体polyplex。结论：在polyplex 表面成功构建中性磷脂膜制备的lipopolyplex,可以完全的包裹DNA 并且细 胞毒性明显低于polyplex,在基因输送载体领域具有潜在应用价值。     

PEG修饰的聚阳离子基因载体PEG-Polycarbam-SP在COS-7细胞中转染和毒性的研究

目的：寻找一种转染效率高,细胞毒性低的非病毒基因载体,研究以人体内源性精胺为单体,以乙二醇二氯甲酸酯作为连接剂,以聚乙二醇（PEG）作为亲水基团连接剂合成亲水修饰聚阳离子载体PEG-Polycarbam-SP的基因担载效率,以及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：琼脂糖凝胶电泳方法考察复合物的基因担载效率,检测基因复合物的粒径和电位,以荧光素酶质粒为报告基因,研究PEG-Polycarbam-SP/DNA的复合物在COS-7细胞的转染活性,用MTT方法研究PEG-Polycarbam-SP对COS-7细胞的毒性。结果：聚合物与质粒在质量比5以后形成的复合物粒径稳定在50nm左右,Zate电位在20mV左右。COS-7细胞实验显示PEG-Polycarbam-SP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：PEG-Polycarbam-SP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。     

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.     

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。     

聚乙烯亚胺包裹小环DNA形成的纳米颗粒传输外源基因的性质表征

聚乙烯亚胺(PEI)是一种具有良好生物安全性和生物相容性的非病毒载体,能高效转染肿瘤细胞。小环DNA是一种去除质粒细菌骨架,只含有目的基因表达框的环状DNA分子。与普通质粒相比,小环DNA具有表达效率高、持续时间长的优势。使用PEI包裹携带报告基因gfp和抑癌基因pten小环DNA载体,并利用各种技术手段分析了该传输系统的理化性质和生物学效应。凝胶阻滞实验、电镜实验及MTT实验分析结果表明利用PEI包裹小环DNA和质粒DNA体系性质无显著的差别,并且2种复合物对细胞毒性亦无明显差别;但是动态光散射实验结果显示由于PEI可以包裹更多数量的小环DNA,所以PEI包裹小环DNA形成的复合物粒径要略大于包裹质粒DNA形成的复合物粒径。荧光显微镜实验、real-time PCR分析和Western blotting分析结果表明,PEI包裹小环DNA形成的复合物对细胞的转染效率要远远高于PEI包裹质粒DNA所形成的复合物,并且小环所携带的外源基因的表达效率要远远高于质粒DNA所携带的外源基因的表达效率。实验结果表明,PEI包裹小环DNA形成的纳米颗粒在细胞转染过程中具有很高的表达效率,这一研究结果为PEI包裹小环DNA的非病毒载体系统在传输外源基因过程中的应用提供理论基础和技术支持。     

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。     

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。     

聚乙烯亚胺增强Pluronic介导的BALB/c小鼠骨骼肌原位基因传递和表达效率

目的在Pluronic L64介导的BALB/c小鼠骨骼肌基因传递体系中正确引入聚乙烯亚胺(PEI)以增强基因表达效率。方法以生理盐水组、质粒DNA (p DNA)组和Pluronic L64/p DNA (L/D)组为对照组,各比例PEI/p DNA与Pluronic L64混合物(L/P/D-0. 5、L/P/D-3、L/P/D-10)为实验组,将各组样品注射到小鼠胫骨前肌中。7 d后取组织,检测报告基因表达(β-半乳糖苷酶和荧光素酶)和肌肉组织病变情况。通过尾静脉注射考察L/P/D-0. 5组的体内急性毒性。最后,通过动态光散射仪和原子力显微镜测定L/P/D-0. 5组中PEI/p DNA复合物的粒径、电位及形貌。结果 1)报告基因表达评估:L/P/D-0. 5组外源基因表达效率最高;随着N/P增加,几乎检测不到外源基因的表达。2)生物相容性评估:无论原位注射还是尾静脉注射,L/P/D-0. 5组均没有显示出组织病变,而其他比例的L/P/D组出现了不同程度的组织学病变。3)物理特征表征:虽然在L/P/D-0. 5组中DNA未被完全压缩,但PEI/p DNA复合物已拥有良好的纳米粒径和形态结构,且表面电位为负。结论 L/P/D-0. 5体系能安全有效地增强外源基因在骨骼肌内的表达。     

纳米羟基磷灰石表面修饰及其转染细胞的研究

目的:探讨羟基磷灰石-聚乙烯亚胺(nHA-PEI 10KD)纳米颗粒的癌细胞基因转染效率.方法:通过透射电子显微镜(TEM)观察HA-PEI(10KD)纳米颗粒的形态及粒径,Zeta电位仪测定nHA-PEI和HA在酸、碱、中性环境中的电位,用琼脂糖凝胶电泳检测nHAP-PEI(10KD)与DNA结合的能力,MTT比色法检测nHAP-PEI(10KD)对nepG2细胞的毒性,选用增强型绿色荧光蛋白质粒pEGFP1与nHA-PEI结合后,分别转染真核细胞HepG2、Hela、SW620,计算其转染率.结果:nHA-PEI(10KD)分散程度好,粒径60-80nm,在PH7.2时,Zeta电位42.87mV,能转染实验中的细胞,转然效果最好的是HepG2细胞,其次Hela、SW620,转染率高于PEI(10KD)、nHA,但低于脂质体.结论:通过阳离子PEI修饰HA,可有效将增强型绿色荧光蛋白质粒转入HepG2细胞,HA-PEI(10KD)纳米颗粒复合物有望成为基因传递的有效栽体.     

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。     

新型聚乙烯亚胺衍生物体内转染活性的研究

目的:研究新型聚乙烯亚胺衍生物作为基因载体在小鼠体内的转染活性情况。方法:采用荧光素酶质粒DNA作为报告基因,与基因载体复合,对小鼠尾静脉注射,考察组织分布情况;以及对小鼠肌肉注射,应用活体成像技术考察其转染活性。结果:静脉注射后,小鼠肺组织中基因表达量最高;肌肉注射后,可以观察到活性转染结果,表达量高于对照PE(?)25KDa。结论:新型聚乙烯亚胺衍生物在体内可成功输送质粒DNA,但转染效率偏低。     

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。     

巯基化壳聚糖季铵盐用于基因输送的研究

目的:本研究诣在对壳聚糖进行修饰,以解决其水溶性问题和基因释放困难的问题。方法:本研究通过2,3-环氧丙基三甲基氯化铵和N-乙酰-L-半胱氨酸对壳聚糖进行修饰,得到巯基化壳聚糖季铵盐(TMC-SH),使其在生理条件下带正电并含有一定量的游离巯基。以TMC-SH为基因载体,形成基因复合物。通过琼脂糖凝胶电泳考察其稳定性,并测定其粒径和ζ-电位。通过DTT条件下的粒径测定,考察基因复合物的还原响应性。结果:核磁结果表明合成TMC-SH的季铵盐取代度为22%,游离巯基-SH含量为79.22μmol/g;琼脂糖凝胶电泳结果表明以TMC-SH为载体形成的二硫键交联的基因复合物TMC-SS/p DNA具有较好的稳定性;而且,二硫键交联以后基因复合物粒径较小,结构更为密实;在还原条件下粒径变大,表明二硫键交联的基因复合物变得疏松,说明其粒径具有还原响应性。结论:对壳聚糖进行低取代度的季铵盐修饰和一定量的巯基化修饰后,其具有较好的包载p DNA能力和还原响应性的基因释放能力。     

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。     

人转铁蛋白偶联交联聚乙烯亚胺体外靶向转染肿瘤细胞

为了提高聚乙烯亚胺(Polythylenimine,PEI)类载体对肿瘤细胞的靶向性同时降低其细胞毒性,先用1800DaPEI制备了交联低分子量PEI,然后将人转铁蛋白与之偶联,得到了新型肿瘤靶向性人转铁蛋白偶联交联聚乙烯亚胺基因载体(TCP)。对所得的TCP的理化特性经行了表征,并检测了其细胞毒性。采用TCP介导pGL-3和pEGFP分别对293T、HepG2和Hela细胞系进行体外转染实验。结果表明:TCP是一种低毒高效的基因载体,在肿瘤细胞中的转染效率显著增强,因为其二硫键可在细胞内还原降解,而且通过偶联的转铁蛋白配体与肿瘤细胞表达的转铁蛋白受体间的相互作用,可增强该载体对肿瘤细胞的转染效率和靶向性。     

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.