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肝癌严重威胁着人类健康乃至生命。目前,癌症的主要治疗手段如外科手术、放疗及化疗等都存在着局限性和不确定性。基因治疗技术的出现为癌症的治疗展现出良好的应用前景。基因治疗过程中所用到的载体主要有两种:病毒载体和非病毒载体。前者具有很高的转染效率,但它们可能会引起机体强烈的免疫反应甚或发生基因整合而再次引发细胞癌变,极大的限制了它们在临床上的应用。而后者具有较高的生物安全性,但存在转染效率低下的问题。近年来,研究者们发现细菌磁小体(Bacterial magnetic particle,BMP)是一个优良的基因转移载体,它不仅有较高的基因转移效率,而且具有生物相容性和生物安全性等优点,为其应用于基因治疗奠定了基础。本研究将凋亡素(Chicken anemia virus protein 3,VP3)-天蚕素(Antibacterial peptides,ABPs)基因克隆到基因治疗的真核载体pVAX1中(BMP-pVAX1-VP3-ABPs,pVAX1-VA),在细胞水平和机体水平研究以BMP作为基因转移载体在肝癌基因治疗中的可行性,并研究共表达VP3-ABPs的目的基因表达质粒pVAX1-VA对人类肝癌治疗的有效性和安全性。在细胞实验中,本研究首先确定BMP-DNA复合物的连接体系,证明以浓度为2mg/mL的PEI作为偶联剂,BMP、PEI和DNA质量比为1:1.6:0.8时制备的BMP-DNA复合物具有最佳的基因转染效率。通过透射电镜、zeta电位和水合粒径等分析BMP-DNA复合物,结果显示BMP连接目的基因前、后在大小、形状等方面没有明显改变,可以有效的递送并保证目的基因在细胞内表达。其次,本研究探索了以BMP作为基因载体携带含有绿色荧光蛋白的目的基因表达质粒pIRES2-EGFP-VP3-ABPs(pIRES2-VA)在人的肿瘤细胞HepG2、HeLa以及人的正常肝细胞HL7702中的基因递送效率,结果显示相比于PEI和Lipofectamine 2000,BMP具有更高的基因转染效率,且在肿瘤细胞中的转染效率显著高于正常细胞。MTT实验进一步证实,以BMP为载体递送目的基因表达质粒pVAX1-VA对癌细胞具有一定的选择性杀伤作用。随后,本研究分析了共表达VP3和ABPs的目的基因表达质粒pVAX1-VA在HepG2和HL7702细胞中诱导细胞凋亡的作用机制。Hochest33342、annexin-V/7-AAD、细胞周期、细胞线粒体膜电位以及caspase家族基因等实验结果显示,相比于Lipofectamine2000,以BMP作为基因载体携带目的基因表达质粒pVAX1-VA进入HepG2细胞后,会进一步降低细胞线粒体膜电位、上调caspase-3和caspase-9的表达而显著诱导细胞凋亡。而且,与单独表达VP3或ABPs基因相比,共表达VP3-ABPs基因显著提高了其作用效果。此外,目的基因对正常细胞的作用效果不明显,也表明以BMP作为基因载体携带目的基因表达质粒pVAX1-VA可以选择性的诱导肿瘤细胞发生凋亡。最后,本研究构建了 BALB/c雌性裸鼠皮下肿瘤模型,以BMP作为基因载体携带目的基因表达质粒pVAX1-VA,并在治疗剂量分别为1、3、5、10和20 μg时检测目的基因在体内的抗肿瘤效应。结果显示pVAX1-VA在体内可以有效的抑制肿瘤生长,在剂量为5 μg时治疗效果最明显,抑瘤率可达51%,更高剂量的治疗效果未明显提高。此外,以BMP作为基因载体递送目的基因表达质粒pVAX1-VA的抗肿瘤效果比以Lipofectamine2000为载体是显著提高。对小鼠肿瘤和主要组织器官进行HE染色,观察到BMP-pVAX1-VA治疗组小鼠的肿瘤组织周围有大量的肿瘤浸润性淋巴细胞,而心、肝、脾、肺和肾等主要器官没有显示出明显的组织病变。表明以BMP为载体在体内递送目的基因表达质粒pVAX1-VA具有良好的抗肿瘤效果,且对机体主要脏器毒副作用较小。综上所述,BMP是一种高效且相对安全的基因传递载体,并首次在细胞和机体水平上证实,以BMP为载体携带共表达VP3和ABPs基因的表达质粒pVAX1-VA对肝癌具有良好的治疗效果,且其比单独表达VP3或ABPs基因时具有更高的疗效。为恶性肿瘤的基因治疗提供了新的理论依据和技术手段。