聚乙二醇修饰的壳聚糖包裹DNA的转染效果研究

目的:为探讨聚乙二醇(PEG,MW4000)修饰的壳聚糖用于包裹质粒DNA(Chi-DNA)是否能有效提高口服发送的外源基因在消化道中的表达量.方法:用PEG修饰的壳聚糖包裹不同剂量(10μg,50μg,100μg)的质粒(pCMVβ),形成壳聚糖纳米复合物,通过口服发送后经X-gal染色法检测pCMVβ在小鼠消化道内的表达效果.结果:胃酸消化实验及DNase Ⅰ消化实验均表明经PEG修饰的壳聚糖纳米粒能有效地保护DNA,使其免受胃酸及Dnase Ⅰ的降解.同时在小鼠消化道内的表达量较修饰前明显增加,随着所发送DNA剂量的增加,表达量也相应增加,且包裹10μg质粒的DNA纳米复合物的表达量相当于100μg未修饰复合物的表达水平.结论:经PEG修饰的Chi-DNA纳米复合物有较高的基因转染效果,有望作为基因治疔中高效非病毒口服发送系统的材料.     

猪β-内啡肽基因克隆和重组质粒壳聚糖修饰分子包装体外表达研究

目的克隆猪β-内啡肽基因,研究其体外原核、真核表达,探索高效表达目的基因的新型纳米材料,为进一步研究β-内啡肽对动物免疫应答和应激调节等方面的作用奠定基础。方法利用基因延伸重叠PCR克隆β-内啡肽的基因cDNA,双酶切后插入VR1020、pGEX-4T-1,构建其真核、原核表达载体;以不同浓度的IPTG诱导表达重组融合蛋白,并作SDS-PAGE和RT-PCR分析目的基因原核表达情况;利用壳聚糖及其修饰分子制备纳米颗粒包装重组真核表达质粒,体外转染HEK293细胞,提取总RNA进行RT-PCR分析β-内啡肽基因在真核细胞的表达。结果成功克隆了猪β-内啡肽基因,并构建获得其原核和真核表达载体;不同浓度的IPTG诱导后,在29.7kDa的位置出现了新的蛋白条带,而原来的26.2kDa处的GST标签蛋白条带消失。说明目的基因已经和GST融合产生了新的融合蛋白;壳聚糖及其聚乙二醇和聚乙烯亚胺接枝修饰分子(mPEG-PEI-CS)纳米颗粒包裹VREP转染HEK293细胞,48h后收集细胞,RT-PCR和ELISA检测显示VREP能够在HEK293细胞中高效地转录表达β-内啡肽。结论本实验成功克隆了猪的β-内啡肽基因,并成功进行了原核及真核细胞表达分析,壳聚糖修饰分子纳米颗粒包装可高效表达目的基因,为进一步的动物实验奠定了基础。     

壳聚糖携载质粒纳米微球体外转染兔关节软骨细胞的实验研究

目的:研究携载质粒的不同分子量的壳聚糖纳米微球的包裹率和保护DNA的能力,镜下观察其大小和形态,观察其对原代兔关节软骨细胞的转染效率。方法:利用酶消化法消化3周龄新西兰大白兔的关节软骨,贴壁培养原代兔关节软骨细胞。购买相对分子量在5K和800K之间的八种壳聚糖,利用表达增强型绿色荧光蛋白的质粒(pEGFP)作报告基因,通过复合凝聚法制备壳聚糖-质粒纳米微球。琼脂糖凝胶电泳、紫外分光光度计分析不同N/P比值对不同分子量壳聚糖和质粒的结合能力及包封率的影响;纳米粒度仪、透射电子显微镜和环境扫描电子显微镜考察纳米微球的粒径分布和形态;荧光显微镜观察壳聚糖纳米微球介导pEGFP在体外培养的兔关节软骨细胞中的表达情况;流失细胞仪计算具体转染效率。结果:①N/P值为4及4以上时,各分子量的壳聚糖可完全包裹质粒成球;N/P值为2时,分子量为5K、50K、85K仅部分包裹质粒,其余可完全包裹;N/P值为1时,各壳聚糖均与质粒部分包裹;N/P值为0.25时,各壳聚糖均与质粒完全分离。②纳米粒度仪分析得出:N/P值为4时,各分子量的壳聚糖纳米微球的平均粒径均在1微米以下,③透射电子显微镜和扫描电子显微镜均可观察到球形或不规则形的大小不同的微球。荧光显微镜可大致观察到绿色荧光蛋白在软骨细胞内表达的表达情况。④流式细胞仪得出具体转染效率,分子量为170K、250K和800K的壳聚糖纳米微球的转染效率均高于5K、50K和85K的壳聚糖纳米微球,其中800K的壳聚糖纳米微球与脂质体相当(差异有统计学意义,P<0.05)。结论:与脂质体相比,N/P比值为4时,相对分子量为800k的壳聚糖纳米微球可高效转染原代培养的兔软骨细胞,可以作为今后进一步体外、体内实验的首选转染载体。     

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。     

脂肪酸脱氢酶基因在兔体内表达的生物学效应研究

目的研究脂肪酸脱氢酶基因在兔子体内的生物效应,探索不饱和脂肪酸与兔子免疫的相互作用。方法用壳聚糖(CS)和壳聚糖的聚乙烯亚胺(PEI)、聚乙二醇(PEG)修饰产物(mPEG-O-CS-PEI),对含有脂肪酸脱氢酶基因的真核表达质粒VRMFat-1进行包裹,肌肉注射新西兰白兔,每两周采取抗凝血,检测血液中免疫细胞数量的变化情况,利用气相色谱仪检测动物组织中脂肪酸的含量变化,并通过荧光定量PCR检测免疫细胞内免疫相关基因的表达情况。结果两组实验兔组织中的n-3不饱和脂肪酸含量显著高于对照组(P<0.05),其TLR4、CD3、IL-4和IL-6基因表达水平显著升高(P<0.05)。结论转入的脂肪酸去饱和脱氢酶基因能够在实验兔体内正常表达,初步证明不饱和脂肪酸对兔子的固有免疫和获得性免疫机能均有明显的增强作用。     

生长激素-海藻酸钠-壳聚糖微胶囊促进骨折愈合的组织学研究

目的:观察生长激素-海藻酸钠-壳聚糖微胶囊促进兔挠骨骨折愈合的作用。方法:实验将新西兰兔80只,在制备新西兰兔右桡骨中段3mm骨缺损模型的基础上,随机分成四组:口服生长激素-海藻酸钠-壳聚糖微胶囊组、皮下注射生长激素组、口服空微胶囊组和生理盐水对照组。实验组口服生长激素-海藻酸钠-壳聚糖微胶囊和皮下注射生长激素,对照组口服空微胶囊。并于术后9、17、30、42d定期HE染色和地衣红染色观察各组的骨折愈合情况。结果:本实验HE染色结果表明,由于在骨缺损部位成纤维细胞产生的大量胶原纤维为基质,形成透明软骨及成骨细胞,骨小梁生长的基础,连接骨痂形成和骨髓腔贯通。而观察到生长激素微胶囊组各期提前生长及改建提前的形态。地衣红染色图像结果分析及直方图的分析表明:生长激素微胶囊组胶原纤维产生促进骨小梁提前形成,进而骨折处骨性骨痂的提前愈合和髓腔的提前贯通。结论:生长激素-海藻酸钠-壳聚糖微胶囊口服能促进骨折修复愈合。     

壳聚糖携载质粒纳米微球体外转染兔关节软骨细胞的实验研究

目的：研究携载质粒的不同分子量的壳聚糖纳米微球的包裹率和保护DNA的能力,镜下观察其大小和形态,观察其对原代兔关节软骨细胞的转染效率。方法：利用酶消化法消化3周龄新西兰大白兔的关节软骨,贴壁培养原代兔关节软骨细胞。购买相对分子量在5K和800K之间的八种壳聚糖,利用表达增强型绿色荧光蛋白的质粒（pEGFP）作报告基因,通过复合凝聚法制备壳聚糖-质粒纳米微球。琼脂糖凝胶电泳、紫外分光光度计分析不同N/P比值对不同分子量壳聚糖和质粒的结合能力及包封率的影响;纳米粒度仪、透射电子显微镜和环境扫描电子显微镜考察纳米微球的粒径分布和形态;荧光显微镜观察壳聚糖纳米微球介导pEGFP在体外培养的兔关节软骨细胞中的表达情况;流失细胞仪计算具体转染效率。结果：①N/P值为4及4以上时,各分子量的壳聚糖可完全包裹质粒成球;N/P值为2时,分子量为5K、50K、85K仅部分包裹质粒,其余可完全包裹;N/P值为1时,各壳聚糖均与质粒部分包裹;N/P值为0.25时,各壳聚糖均与质粒完全分离。②纳米粒度仪分析得出：N/P值为4时,各分子量的壳聚糖纳米微球的平均粒径均在1微米以下,③透射电子显微镜和扫描电子显微镜均可观察到球形或不规则形的大小不同的微球。荧光显微镜可大致观察到绿色荧光蛋白在软骨细胞内表达的表达情况。④流式细胞仪得出具体转染效率,分子量为170K、250K和800K的壳聚糖纳米微球的转染效率均高于5K、50K和85K的壳聚糖纳米微球,其中800K的壳聚糖纳米微球与脂质体相当（差异有统计学意义,P〈0.05）。结论：与脂质体相比,N/P比值为4时,相对分子量为800k的壳聚糖纳米微球可高效转染原代培养的兔软骨细胞,可以作为今后进一步体外、体内实验的首选转染载体。     

福氏志贺菌O-抗原磷酸乙醇胺修饰研究进展

福氏志贺菌是发展中国家引起痢疾的主要致病菌。福氏志贺菌O-抗原除噬菌体介导的糖基化和(或)乙酰化外,最近发现一种新的修饰方式磷酸乙醇胺修饰,其机制为由质粒携带的opt基因编码磷酸乙醇胺转移酶在O-抗原的鼠李糖II或(和)鼠李糖III上添加磷酸乙醇胺基团,从而形成血清型Xv、4av和Yv福氏志贺菌,并表达MASF IV-1抗原。人工转化携带opt基因的质粒到无MASF IV-1抗原表达的不同血清型福氏志贺菌中,转化菌株都能表达MASF IV-1抗原。在某些血清型福氏志贺菌中,O-抗原的磷酸乙醇胺修饰与糖基化、乙酰化修饰之间相互作用。现对福氏志贺菌的O-抗原磷酸乙醇胺修饰机制及其与糖基化、乙酰化修饰间的相互作用进行了综述。     

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。     

壳聚糖纳米粒介导基因转染的影响因素及改性修饰

壳聚糖带正电荷,可与带负电荷的DNA结合形成纳米级的多聚复合物(纳米粒)。作为一种基因载体,壳聚糖对DNA具有很好的结合和保护作用,对生物体无毒、相容性好,被广泛应用于基因转染及基因预防和治疗中。壳聚糖的主要缺点是转染效率较低,但对其进行改性或修饰后,有可能提高其转染效率。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism