磁性纳米颗粒作为基因转染载体的研究

通过扫描电子显微镜和Zeta电位仪对磁性纳米颗粒的形貌、粒径、表面电位等进行了表征。利用凝胶电泳阻滞试验分析磁性纳米颗粒与DNA的结合情况,研究磁性纳米颗粒对DNA的保护效果,运用MTT和流式细胞术分析磁性纳米颗粒对细胞的毒性。以绿色荧光蛋白基因为报告基因进行293T细胞的转染,研究磁性纳米颗粒与质粒DNA不同比例条件下对293T细胞的转染效率,并与脂质体(Lipofectamine2000)介导的转染进行比较分析。结果表明,磁性纳米颗粒与DNA可以稳定结合,可以保护DNA免受酶的消化作用,当磁性纳米颗粒与DNA比为1 1时,转染效率最高,优于脂质体(Lipotamine2000)介导的转染,且对细胞的毒害作用小于Lipotamine2000。     

磁性纳米颗粒作为载体在基因转染中的研究进展

磁性纳米颗粒具有很强的结合、浓缩与保护DNA的作用,具有超顺磁性、较高的安全性和低的免疫原性,可以结合大片段DNA,在外加磁场的作用下可实现安全、高效的基因靶向性运输,提高外源基因的转染效率。由于磁性纳米颗粒的独特性质,使得其作为非病毒载体在基因治疗中的应用进展迅速。我们简要介绍磁性纳米材料的特点、种类及结构,磁性纳米基因载体的特点,以及磁性纳米颗粒作为载体在基因转染中的应用情况。     

纳米颗粒作为基因载体的应用

随着纳米技术的发展,纳米颗粒因具有较高的转染效率、良好的靶向性及有效的基因保护作用而被用作基因载体。简要介绍了磁性纳米颗粒、硅纳米颗粒及阳离子多聚物颗粒等的研究进展。     

磁性纳米颗粒介导基因转染的研究进展

介绍了磁性纳米颗粒介导基因转染的最新研究进展,面临的主要问题以及将来的发展方向。     

无机纳米粒子作为基因载体的研究进展

转染是将具生物功能的核酸转移、运送到细胞内,并使其在细胞内维持生物功能的过程。作为现代生物化学和分子生物学中的一种主要技术手段,转染对于基因治疗有重要的意义。无机纳米粒子作为基因载体受到人们日益广泛的关注,其具有易于制备,可进行多样化的表面修饰等多种优势。本文将概述无机纳米粒子作为基因载体的现状及其对基因表达的影响。     

纳米颗粒作为DNA疫苗递送载体的研究进展

DNA疫苗通过简单改变质粒DNA编码的基因序列,轻松操纵疫苗靶标,诱导有效的免疫应答,为无数疾病的治疗提供了一个灵活多样的平台,但由于靶向免疫细胞的递送障碍和低免疫原性限制了其发展和临床应用。纳米颗粒具有良好的生物相容性、生物降解性、易于修饰性以及有利的安全性,可以将包封的药物、基因和疫苗等靶向肿瘤细胞、树突状细胞和T淋巴细胞,有效地诱导体液免疫和细胞免疫应答,提高了DNA疫苗的转染效率和免疫原性。本文就不同种类的纳米颗粒作为DNA疫苗递送载体的作用作一综述。     

基于纳米基因载体的动植物遗传转化研究进展

转基因技术在动植物优良新品种的培育中发挥着重要作用,而随着纳米生物技术的发展,基于纳米材料构建基因载体的动植物转基因技术,对于发展动植物转基因新方法以及加速转基因种质材料的大规模制备、优良新品种的培育进程具有更为重要的意义。综述了纳米基因载体的种类与性质,并结合动植物遗传育种的研究进展,分析了纳米基因载体相比于其他载体的特点及优势,同时,重点阐述了基于纳米基因载体的基因转染技术的基本原理和操作过程,及其在动植物遗传转化中的应用,以期为动植物基因工程改造提供新思路。     

葡聚糖磁性纳米颗粒外加磁场对人树突状细胞基因转染效率的研究

目的研究葡聚糖磁性纳米颗粒（the dextran coated magnetic iron oxide nanoparticles,DMN）在外加钕一铁一硼稀土固定磁场的作用下对人树突状细胞转染效率以及安全性的影响。方法先通过磁力计对DMN进行分析;再将修饰有多聚赖氨酸（Poly-L—Lysine,PLL）的DMN携带绿色荧光蛋白pEGFP—Cl质粒报告基因,在钕-铁-硼稀土周定强磁场的作用下,体外转染人树突状细胞,用荧光显微镜直接观察和流式细胞仪检测来评价外加磁场对DMN作为人树突状细胞转染载体效率的影响;在转染后采用MTT比色法测定在磁场干预下的DMN对人树突状细胞增殖和功能的影响以了解其细胞毒性。结果DMN的核心直径〈30nm,具有明硅的超顺磁性,比饱和磁化强度也明显高于相同Fe3O4含量的普通磁块;DMN作为基因载体在外加磁场作用下,转染12h即可将报告基因转染至人树突状细胞内并成功表达,在荧光显微镜下可观察到绿色荧光细胞,24h转染率可达到最高（约为27％）,转染效率较未加磁场组提高了2～4倍。而且转染后的人树突状细胞增殖活性及功能未因DMN外加磁场及其作用时间的长短而受到影响。结论超顺磁性的DMN在外加磁场作用下可以明显、安全、有效地提高对人树突状细胞的转染效率。     

壳聚糖作为基因药物载体的研究进展

以壳聚糖及其衍生物作为基因的载体的转染效率受到许多因素的影响, 如复合物粒子大小、壳聚糖/DNA的比值、壳聚糖的分子量、脱乙酰度、转染过程中血清的浓度、介质的pH值等。对壳聚糖进行一定程度的修饰, 可以改变壳聚糖的转染效率。介绍了壳聚糖作为基因转移载体的转染条件, 转染效率和转染机制的研究情况及研究进展。     

新型纳米转染试剂转染PNP自杀基因体外杀伤实验

将壳聚糖纳米粒包裹的报告基因pEGFP-N1质粒转染至HEK293细胞,并在HEK293细胞中成功表达荧光蛋白的基础上,进一步将本室自行构建的PNP基因的真核高效表达载体质粒pcDNA3-PNP转染至HEK293细胞。转染72h后,对转染的HEK293细胞给予前体药6-MPDR至终浓度40μg/ml,一天后,采用MTT比色法测定药物对细胞增值的影响,并进行统计学处理。实验结果表明采用壳聚糖纳米粒转染试剂转染并给予前体药6-MPDR的实验组活细胞数,与用壳聚糖转染但不给前体药6-MPDR的对照组活细胞数相比,有显著差异(P<0.05),说明新筛选出的壳聚糖纳米粒转染试剂可以将PNP自杀基因递送至靶细胞中,并在细胞中进行表达,从而使PNP/6-MPDR自杀基因系统发挥杀伤细胞的作用。分别采用相同工作浓度的脂质体与壳聚糖纳米粒转染试剂转染相同浓度的基因质粒,壳聚糖纳米粒对靶细胞生长数量影响很小,说明的壳聚糖纳米粒细胞毒性大大低于阳离子脂质体的细胞毒性。     

激光诱导的基因转染方法研究

基因转染是研究基因表达、结构和功能的主要实验手段。本文对现有的转染方法进行了分析,并重点探讨了两种激光诱导的基因转染新方法：激光产生冲击波和激光照射纳米微粒的方法,并提出了改进的实验方案。这两种方法都是通过改变细胞质膜通透性实现外源基因的导入,其最大的优点就是对细胞没有损伤。文章的最后说明了基因转染在基因疗法的应用。     

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。     

细胞分离用SiO2纳米微粒的制备--制备条件对SiO2纳米微粒性能的影响

利用SiO2纳米微粒实现细胞分离技术的关键就是如何制备粒径为15～20mm,纯度高,比表面积大,吸附性好,结构为无定型的SiO2纳米微粒．以硅酸钠、硫酸为原料,采用一步法直接制备得到细胞分离用SiO2纳米微粒,探讨了制备条件对SiO2纳米微粒性能的影响,确立了最优化的制备条件．     

Mesoporous Silica Nanoparticles for Cancer Therapy: Energy-Dependent Cellular Uptake and Delivery of Paclitaxel to Cancer Cells

Biocompatible mesoporous silica nanoparticles, containing the fluorescence dye fluorescein isothiocyanate (FITC), provide a promising system to deliver hydrophobic anticancer drugs to cancer cells. In this study, we investigated the mechanism of uptake of fluorescent mesoporous silica nanoparticles (FMSN) by cancer cells. Incubation with FMSN at different temperatures showed that the uptake was higher at 37°C than at 4°C. Metabolic inhibitors impeded uptake of FMSN into cells. The inhibition of FMSN uptake by nocodazole treatment suggests that microtubule functions are required. We also report utilization of mesoporous silica nanoparticles to deliver a hydrophobic anticancer drug paclitaxel to PANC-1 cancer cells and to induce inhibition of proliferation. Mesoporous silica nanoparticles may provide a valuable vehicle to deliver hydrophobic anticancer drugs to human cancer cells.     

新型"脂质-HAP-DNA复合体"的制备和用于真核细胞基因转染研究

为寻找一种简单、经济、有效的DNA递送系统用于基因转染和基因治疗,制备了表面电荷为正电的纳米HAP,与表面电荷为负电的DNA结合形成DNA-HAP复合物,采用逆向蒸发法,用卵磷脂、DOPE和胆固醇制备成脂质体包封DNA-HAP复合物形成脂质-HAP-DNA复合体,脂质体和HAP对照,对所形成的脂质-HAP-DNA复合体(LHD)的特性、包封率、转染Hela细胞的效果进行初步检测研究。所获得的脂质-HAP-DNA复合体呈球形、平均粒径为643nm;平均包封率达11.67%,为中性脂质体;能有效转染真核细胞。该方法可作为提高基因转染效果的简单、经济、有效的手段之一,也为进一步提高非病毒载体的转染效率提供了一个思路。     

Development and Characterization of Pectinate Micro/Nanoparticles for Gene Delivery

The aim of this study was to investigate the possibility of using pectinate micro/nanoparticles as gene delivery systems. Pectinate micro/nanoparticles were produced by ionotropic gelation. Various factors were studied for their effects on the preparation of pectinate micro/nanoparticles: the pH of the pectin solution, the ratio of pectin to the cation, the concentration of pectin and the cation, and the type of cation (calcium ions, magnesium ions and manganese ions). After the preparation, the size and charge of the pectin micro/nanoparticles and their DNA incorporation efficiency were evaluated. The results showed that the particle sizes decreased with the decreased concentrations of pectin and cation. The type of cations affected the particle size. Sizes of calcium pectinate particles were larger than those of magnesium pectinate and manganese pectinate particles. The DNA loading efficiency showed that Ca-pectinate nanoparticles could entrap DNA up to 0.05 mg when the weight ratio of pectin:CaCl₂:DNA was 0.2:1:0.05. However, Mg-pectinate could entrap only 0.01 mg DNA when the weight ratio of pectin:MgCl₂:DNA was 1:100:0.01 The transfection efficiency of both Ca-pectinate and Mg-pectinate nanoparticles yielded relatively low levels of green fluorescent protein expression and low cytotoxicity in Huh7 cells. Given the negligible cytotoxic effects, these pectinate micro/nanoparticles can be considered as potential candidates for use as safe gene delivery carriers.