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开发了一种新型的集肿瘤靶向识别及基因传递功能一体的递送系统用于肿瘤的诊断及治疗。碳量子点(CDs)为载体的核心部分,使其具有荧光成像的作用,键合正电荷密度较高的枝状聚乙烯亚胺(bPEI,1000Da),可紧密结合DNA并可通过“质子海绵作用”促进内涵体逃逸;通过细胞膜表面的免疫逃逸蛋白和同源靶向蛋白作用为纳米粒子提供靶向性。1.CDs及其PEI修饰载体的合成和表征通过微波合成法将尿素和柠檬酸以2:1的比例合成CDs,利用TEM对其形貌进行表征,结果显示CDs粒径在5 nm左右,且分散均匀;FTIR结果表明CDs富含羧基(-COOH);紫外最大吸收波长为411 nm,荧光光谱显示在460 nm激发下最大发射波长为535 nm。CDs与可有效压缩DNA的bPEI发生酰化反应,使CDs-PEI表面带有正电荷,TEM结果显示CDs-PEI粒径约为10 nm,FTIR结果显示出现酰胺键(-CO-NH-)和氨基(-NH2),表明PEI成功键合在CDs上。DLS结果显示CDs键合PEI后电位由-16.5 mV升高至24 mV。CDs-PEI紫外最大吸收波长为335 nm,荧光光谱显示在370 nm激发下最大发射波长为456 nm。缓冲能力测试表明,CDs-PEI具有良好质子缓冲能力。2.CDs-PEI/pDNA和CDs-PEI/pDNA/M复合物的性能研究粒径及ζ-电位分析结果显示不同载体与pDNA重量比(N/P)的CDs-PEI/pDNA复合物粒径在200-500 nm之间;ζ-电位在4-30 mV之间。在包覆Hep-G2的细胞膜之后,CDs-PEI/pDNA/M复合物粒径在130-450 nm之间;ζ-电位在-20-17 mV之间。凝胶阻滞实验证明载体CDs-PEI和CDs-PEI/M在体外可以通过静电作用结合pDNA,并能有效保护pDNA不被DNase I及血清降解,以实现基因的顺利递送。MTT结果显示由于细胞膜屏蔽了表面部分正电荷,CDs-PEI/M的细胞毒性与PEI及CDs-PEI相比明显降低。体外转染实验结果表明,CDs-PEI/pDsRed2-N1和CDs-PEI/pDsRed2-N1/M均在N/P比为12.8时达到最高的转染效率。载体运载抑癌基因p53及TRAIL的细胞凋亡实验结果显示,CDs-PEI/p53及CDs-PEI/TRAIL诱导凋亡的效率分别高于Lipofectamine 2000/p53和Lipofectamine 2000/TRAIL。3.CDs-PEI/pDNA/M复合物的靶向性能研究MCF-7、Hela和Hep-G2三种细胞株对于包覆三种不同细胞膜的CDs-PEI摄取实验结果表明,细胞对于有同源细胞膜包覆的纳米粒子呈现最高的摄取量。体外转染实验结果表明,对于分别有MCF-7、Hela和Hep-G2细胞膜包覆的CDs-PEI/pDsRed2-N1/M体系,在同源细胞中的转染效率呈现最高水平。载体运载抑癌基因p53及TRAIL的细胞凋亡实验证明,有同源细胞膜包覆的体系诱导自身细胞凋亡的效率最高。