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DNA疫苗是一种能激发抗原特异性免疫的方法。新型纳米材料细菌纳米磁小体(BacterialMagneticParticles,BMP)是趋磁性细菌体内依靠生物矿化法合成的磁性纳米颗粒,主要由磁核和包被磁核的脂质膜组成。BMP本身所特有的独特性质,使其在许多领域得到广泛的应用,但作为基因载体的应用还很少。在本研究中,我们将基因疫苗pSLC-E7-Fc作为模型,该疫苗是运用HPV-16E7作为靶抗原,两边分别与次级淋巴组织趋化因子(SLC)和IgGFc片段基因重组。应用BMP作为载体,连接pSLC-E7-Fc形成复合疫苗(BMP-V),进行肿瘤免疫治疗,优化BMP在体外和体内进行基因传递的条件。
将BMP与DNA分别在生理盐水,pH=3,4,5,6,7,8,9的PBS中连接,结果表明与生理盐水相比,在pH=4~5的PBS中BMP连接DNA更加有效(96%vs79.5%,P<0.05)。
电子显微镜显示BMP-V的大小和形态与未连接基因的BMP相似,仍然具有均质性,直径<100nm。
半定量RT-PCR和流式细胞仪结果表明,BMP-V在体外有效转染的条件是用600-mT磁场作用10min。
小动物体内成像实验显示磁场在BMP-V在体内转染过程中起着很重要的作用。
以免疫原性较差的小鼠TC-1肿瘤为模型,BMP-V治疗小鼠皮下肿瘤模型时,与对照PBS组相比,5μgBMP-V治疗小鼠组的肿瘤明显比对照PBS组小(P<0.05),生存期延长15.6天,但与其他剂量组(40μg,20μg,10μg)无统计学差异(P>0.05),说明BMP-V在小鼠体内治疗中能达到微克级。
在BMP-V治疗小鼠肺转移模型中,磁场作用的最佳时间与体外转染条件相同,均为10min。而BMP-V免疫的最佳方式则是皮下注射+磁场作用,其肺重比PBS对照组明显小(296.56±64.209mgvs642.02±71.873mg,P<0.05),肿瘤结节明显减少(42.6±8.28387vs194.8±23.64849,P<0.05)。
为分析BMP-V抗肿瘤效应的机制,进行了CTL活性检测和病理切片检查。结果表明,与对照PBS组相比,BMP-V免疫的小鼠显示了E7特异的CTL活性。在其肿瘤中有大量的肿瘤浸润性淋巴细胞。这说明BMP-V可诱导有效的抗原特异性的细胞免疫应答。
用ELISA方法检测,结果表明小鼠体内不会产生抗BMP的抗体,说明BMP无明显免疫原性,BMP-V产生的抗肿瘤效应是由所携带的基因疫苗pSLC-E7-Fc介导,BMP不会影响携带基因的效应。
病理切片结果显示,BMP-V治疗小鼠的主要脏器与正常对照组无形态差异,说明BMP在体内应用对小鼠无毒副作用。
因此,BMP可以作为一种新型,简便,安全的载体系统应用到基因传递中。本研究完善和拓展BMP在基因传递方面的应用,为BMP在体内进一步应用奠定了基础。