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目的:构建去唾液酸糖蛋白受体介导的半乳糖基-壳聚糖-聚乙烯亚胺肝靶向非病毒转基因载体,研究其在体内外的肝靶向转染效率。方法:第一部分:以壳聚糖和乳糖酸先合成半乳糖化壳聚糖作为去唾液酸糖蛋白受体的配体,再通过透析法在半乳糖壳聚糖的骨架上偶联低分子量PEI,合成半乳糖化壳聚糖-聚乙烯亚胺聚合物,与pEGFP-C1在0.01M PBS、150mmol/L NaCl、5%GS中自组装成三种不同溶媒介导的GC-PEI/DNA复合物。通过琼脂糖凝胶电泳和结合实验研究三种GC-PEI/DNA复合物结合和组装DNA能力,并通过血清和DNaseⅠ消化实验来检测GC-PEI复合物对DNA的保护能力。为了筛选出最合适的GC-PEI/DNA复合物及其最佳质量比,选用透射电子显微镜和粒径分析仪来检测复合物粒径大小及形态,粒径分析仪进行Zeta电位测定。第二部分:在体外通过MTT法检测聚合物对5种细胞(QSG7701、QSG7701/core、L02、SGC-7901、HBE)的毒性,并将聚合物尾静脉注入小鼠观察其体内急性毒性反应。第三部分:GC-PEI聚合物在体内外的肝靶向转染效率研究。GC-PEI/DNA复合物分别转染肝细胞系(QSG7701,QSG7701/core,L02)及非肝细胞系(SGC-7901、HBE)细胞,以阳离子脂质体lipofectamine TM2000、裸DNA分别做为阳、阴性对照,置荧光显微镜下观察绿色荧光蛋白在细胞中的表达及通过流式细胞仪检测其转染效率。此外,利用血清和游离半乳糖分别检测二者对GC-PEI聚合物肝靶向转染效率的影响。将二种不同溶媒的GC-PEI/DNA复合物经尾静脉注射导入小鼠体内,取肝、心、脾、肺、。肾等主要器官做冰冻切片,置荧光显微镜下观察绿色荧光蛋白表达情况,以裸质粒和阳离子脂质体lipofect-amine TM2000作为对照。结果:①琼脂糖凝胶电泳和结合实验结果显示三种不同溶媒的GC-PEI聚合物均能有效地结合DNA,在聚合物与DNA质量比为2.5:1时,聚合物结合DNA能力最佳,与DNA的结合率可达93%。GC-PEI/DNA复合物能保护所携带的DNA免受核酸酶和血清的降解。复合物粒径大小分布于50~200nm之间时,其形成的粒子呈规则的球形,有明显的核壳结构。在150mmol/L NaCl中复合物粒径最大,其次为在0.01M PBS中,在5%GS中复合物形成粒子最小。随着聚合物与DNA质量比的增大(0.25:1~2.5:1),复合物的粒径、结合能力、zeta电位均发生明显的变化,其中复合物的粒径变小,而DNA结合能力及zeta电位增大。在低质量比时,GC-PEI/DNA复合物在150mmol/L NaCl中表现出不稳定,出现相互聚集现象。②MTT结果表明GC-PEI聚合物在检测范围内对5种细胞均未显示出明显毒性,相对细胞活力值均高于80%;形态学观察显示GC-PEI聚合物50μg/mL组与阴性对照组细胞形态相似。动物体内急性毒性实验显示,通过尾静脉注射50~300μg剂量的GC-PEI聚合物入小鼠后,实验小鼠两周内无急性毒性反应和死亡发生;通过HE染色形态学观察实验组小鼠主要器官无明显病理变化。③荧光显微镜和流式细胞仪检测证实GC-PEI/DNA复合物在肝细胞系(QSG7701,QSG7701/core,L02)中的GFP表达明显高于非肝细胞系(SGC-7901,HBE)细胞。GC-PEI/DNA/PBS复合物的转染效率高于GC-PEI/5%GS/DNA组。游离半乳糖可拮抗GC-PEI/DNA复合物在QSG7701/core中的转染效率。GC-PEI/DNA复合物在含血清培基中的转染效率较无血清时略有下降。体内实验表明转染48小时后两复合物组(GC-PEI/PBS/DNA、GC-PEI/5%GS/DNA)的小鼠肝组织在荧光显微镜下可以明显检测到绿色荧光点,于转染1周后荧光表达减弱;而心、脾、肺、肾等余主要器官中检测不到GFP表达;两对照组肝组织中未见明显荧光。结论:(1)GC-PEI聚合物能够在体内外特异性将外源基因导入肝细胞,具有良好的肝靶向性;(2)GC-PEI/DNA复合物能有效地结合和保护DNA;(3)在检测范围内,GC-PEI聚合物对细胞和组织未呈现明确毒性;(4)如何提高体内转染效率,是有待研究的问题。