2010科研进展
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传输小环DNA的靶向纳米颗粒在肿瘤基因治疗中应用的研究  

 

基因传输的载体系统是基因治疗领域的一个研究重点,可分为病毒载体和非病毒载体两大类。与病毒载体相比,非病毒载体具有免疫原性低,安全性高,容易制备和修饰,以及基因容量大等优势。其中,肿瘤靶向非病毒载体因具有基因传输的特异性和毒副作用小等优势,在肿瘤基因治疗中具有潜在的应用价值。然而,非病毒靶向载体在实际应用中遇到的一个瓶颈就是体内的转染效率低。其中一个解决策略就是提高基因自身的表达效率。小环DNA是一种只含外源基因表达盒的环状质粒DNA,与普通质粒相比,具有表达效率高,持续时间长等优势。基于多种肿瘤组织中特异性高表达叶酸受体,叶酸作为肿瘤靶向配体得到广泛研究。本研究中,将肿瘤靶向配体叶酸,聚乙二醇(PEG)修饰的聚乙烯亚胺(PEI)和小环DNA联合应用于肿瘤基因治疗系统,以期实现基因在肿瘤部位的特异高效的表达。理化性质表征的结果表明复合小环DNA的靶向纳米颗粒与复合质粒DNA的靶向颗粒一样,能够形成直径60~80 nm大小的均一颗粒,并且能够有效保护DNA免遭核酸酶的降解。MTT检测的结果显示PEG的修饰能够降低PEI所引起的细胞毒性,而且通过体内的实验可知PEG的修饰还改善了颗粒在体内的循环,减少了非特异性的吸附。为了考察传输小环DNA的纳米颗粒的靶向性,本研究从细胞水平和体内水平进行了研究。通过比较纳米颗粒包裹的荧光素酶和gfp基因在叶酸受体阳性和阴性细胞中的表达,我们推测靶向纳米颗粒是通过叶酸受体介导的内吞进入细胞,这一推测通过叶酸竞争实验进一步得到确认。通过活体动物成像实验和对组织中荧光素酶报告基因的检测,考察颗粒在荷瘤小鼠体内的分布,发现靶向纳米颗粒能够有效地、特异地将小环DNA运送到叶酸受体阳性的肿瘤组织中。而体外实验结果和荷瘤小鼠的体内实验结果都表明,通过小环DNA具有比普通质粒更高的表达优势。本研究结果显示传输小环DNA的靶向纳米颗粒系统具有很好的靶向性和高效表达的能力,这为该系统在基因传输及肿瘤基因治疗的应用提供了前期的理论基础和技术支持。

此项研究由病原微生物与免疫学重点实验室黄文林组完成,目前已经发表在国际著名杂志Biomaterials

 

 

 

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