基于DNA纳米结构的siRNA输送体系的研究进展

随着多个功能性核酸药物获得FDA的批准,基因治疗近年来取得了长足的进步,迸发了新的青春.小干扰核糖核酸(siRNA)是基因治疗的核心成员,siRNA的高效递送则是其临床转化的关键.不同于传统阳离子脂质体、聚合物等通过静电相互作用实现siRNA的负载压缩形成纳米递送体系,DNA纳米结构通过核酸亲和杂化作用负载功能性核酸,实现siRNA的递送和相应的基因治疗.本文简要回顾了siRNA在基因沉默过程中的功能和机制,介绍了DNA纳米结构作为载体用于功能性核酸递送的基本原理和优缺点,进而详述了几类具有特色的DNA纳米结构用于siRNA递送系统,最后探讨了现有技术存在的挑战,并对本领域的发展做了进一步展望.     

针对人食管癌细胞株ECa109的免疫脂质体的制备及其与细胞的相互作用

脂质体作为一种新的基因和药物载体越来越受到人们的重视.为使脂质体能携带其包裹物有效地到达靶细胞或靶组织,近年来出现了免疫脂质体(Immune liposome).Huang等利用脂肪酸的N-烃基琥珀酰亚脂肪成功地实现了脂肪酸与抗体IgG的偶联,制成了针     

体细胞核移植生产绿色荧光蛋白转基因猪

体细胞核移植转基因动物制作路线是目前生产转基因家畜的最佳方法. 绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)转基因猪研究可以为转基因家猪育种、人类疾病模型和人类异种器官移植研究奠定良好的基础. 本研究对脂质体转染猪胎儿成纤维细胞的技术程序进行了筛选, 以绿色荧光蛋白基因转染后的阳性细胞作为体细胞核移植的核供体, 以体外成熟卵母细胞为核受体, 构建了绿色荧光蛋白转基因克隆猪胚胎, 并对重构胚在体外和体内发育情况以及绿色荧光蛋白表达情况进行了跟踪研究. 结果显示, 采用4.0 μL/mL脂质体转染试剂, 1.6 μg/mL质粒DNA, 转染6 h可以获得最佳的转染效果, 转染效率达3.61%; GFP转基因体细胞重构胚体外囊胚发育率为10%, GFP阳性胚胎率为48%; 重构胚移植于10头受体后, 有5头妊娠, 3头受体发育到期, 共出生克隆猪6头, 其中4头为GFP阳性, 经DNA检测确认为GFP转基因猪; 转基因克隆胚胎移植出生率为1.0%, 阳性个体出生率为0.7%. 结果表明, 脂质体转染试剂可以高效转染猪胎儿成纤维细胞, 获得的阳性细胞具有支持猪全程发育的潜能. 本研究对我国体细胞克隆转基因猪的研究具有重要的参考价值.     

腺相关病毒载体的靶向策略探讨

与其他病毒载体相比, 腺相关病毒(adenovirus-associated virus, AAV)由于具有宿主范围广、病原性低和携带的治疗基因表达期长等优势而成为目前最有前景的基因转移载体之一. 然而, 在临床基因治疗过程中, AAV具有广泛的宿主范围同时也导致缺乏组织或细胞特异性, 对靶细胞的基因转染效率不高, 同时也缺乏安全性. 因此, 提高重组AAV (rAAV)的靶向能力对于基因治疗成功与否非常关键. 目前, 各种不同血清型AAVs的分离、鉴定、应用以及rAAV制备技术的发展使得rAAV载体可用于更多的临床基因治疗实验. 而且, 当前针对rAAV载体各种靶向策略的研究也显示了很好的基因治疗应用前景. 这些靶向策略主要包括转录靶向、受体靶向、共价偶联靶向、各种不同血清型AAV的应用以及基因重组靶向策略等. 本文就近年来基于rAAV载体的各种靶向策略的进展作一评述.     

腺相关病毒外壳修饰与肿瘤靶向治疗

靶向性是肿瘤基因治疗取得成功的关键因素. 在众多基因治疗病毒载体中, 腺相关病毒(adeno-associated virus, AAV)是目前广为关注的基因治疗载体系统. AAV具有广泛的宿主范围, 这也导致其缺乏组织或细胞特异性, 对靶细胞的基因转染效率不高. 因此, 提高AAV载体在体内运输的靶向性和感染目的细胞的效率, 是实现AAV基因治疗的关键. 迄今为止, 科学家已开发出很多策略来改造腺相关病毒的外壳, 期望增强其靶向性或重靶向目的细胞. 这些策略不仅包括传统的化学修饰、噬菌体展示、外壳基因组改造和嵌合载体, 也包括新颖的标记营救、衣壳蛋白定向进化、AAV外壳直接肽段展示和AAVP (AAV-Phage)等. 本文评述了对AAV外壳改造达到靶向肿瘤细胞的研究进展.     

外源性CCK基因的脑内表达可抑制P77PMC大鼠的听源性癫痫发作

基因治疗是一个活跃的研究领域。目前中枢神经系统(CNS)基因治疗研究主要有两条途径:一是在体外将目的基因导入某种培养细胞,再将能表达这种外源性基因的细胞植入脑内;二是将带有外源基因的质粒或病毒载体直接注入脑室或脑组织。后者更直接,更方便。新近的研究表明,胆囊收缩素(CCK)是一种强效的抗惊厥物质;脑室注     

对液晶态亚油酸多相脂质体抗癌机理的研究

脂质体作为抗癌药物载体的研究近来已引起人们关注。目前对其抗癌药物的合成及其抗癌活性实验,主要靠动物筛选实验为依据。但对其抗癌活性的机理尚不清楚。我们用SAXS法和~(31)P-NMR谱技术研究了亚油酸多相脂质体液晶态的结构,并探讨了这种结构在抑制甚至扭转癌膜不可逆相变过程中可能具有的生物学意义。进而从结构和功能上阐明液晶态亚油酸多相脂质体抗癌活性的机理。     

转化脂介导甘蓝转化获得转基因植株

如何将外源基因高效地导人植物原生质体是转化技术中的一个关键问题.除了常用的PEG法和电激法外,由于脂质体(Liposome)在作为植物细胞工程载体时具有人造性、稳定性、广宿主性和超载性等特点,脂质体介导法已越来越为人们所重视。目前,在采用不同方法的基础上,通过脂质体介导已对水稻、芜菁、野胡萝卜、烟草等材料进行了不同基因的转化,得到了令人较为满意的结果。     

特异性核糖体基因区打靶载体介导CDUPRT治疗肝癌的体内外研究

核糖体基因区打靶载体pHrn是本室构建的人源基因载体之一, 为探讨其在肝癌基因治疗的作用, 本研究构建了pHr-CeTpCDUPRT/GFP质粒载体并进行了肝癌的体内外治疗实验研究. 该质粒载体以pHrn载体为骨架, CMV+hTERT启动子作为转录调控元件, CDUPRT/GFP自杀融合基因为目的基因. 体外转染肝癌细胞BEL7402后, 流式细胞仪检测转染效率为30%~50%; RT-PCR和Western blotting结果表明, 有CDUPRT表达; HPLC检测5-FC可转化为5-FU, 给药后12 h 5-FU浓度达60.15 μg/mL; 四唑盐(Methylthiazolyl tetrazolium, MTT)分析结果显示, 200~800 μg/mL 5-FC使BEL7402的平均存活率为60%~35%. 同时, 对裸鼠肝癌模型进行瘤内转染, 结果显示, 当持续注射质粒和前体药物治疗时, 裸鼠肿瘤生长明显被抑制, 甚至体积稍有缩小; RT-PCR检测结果表明, 瘤内有CDUPRT表达; HPLC检测裸鼠血清中的5-FU浓度为7.694 μg/mL; 肿瘤组织病理切片显示, 大量肿瘤细胞坏死. 这些结果为实际应用此载体进行肝癌基因治疗提供了重要的实验依据.     

锌指核酸酶介导的高效多位点基因打靶

该研究旨在建立锌指核酸酶介导的多位点基因打靶技术,为获得稳定遗传的转基因动物或基因治疗临床应用解决技术难题.首先利用OPEN平台设计、构建能识别人基因组内rDNA基因间隔序列的锌指蛋白基因序列,与FokⅠ的切割结构域连接、表达后获得锌指核酸酶基因,再构建锌指核酸酶真核表达载体.另外,构建含有2条同源重组引导序列和绿色荧光蛋白基因(EGFP)的多位点基因打靶载体.将锌指核酸酶真核表达载体和多位点基因打靶载体共转染HEK293细胞,内参对照PCR-灰度分析法检测外源基因定点整合效率,结果显示单独转染多位点基因打靶载体的定点整合效率为6.8%;而由于锌指核酸酶在染色质DNA上切割rDNA基因的间隔序列,诱导高效同源重组,锌指核酸酶载体、多位点基因打靶载体共转染的定点整合效率为24.2%,较常规基因打靶定点整合率(10-6～10-5)提高了24000多倍.共转染的HEK293细胞在无任何筛选的条件下持续培养2个月,经过20次传代之后,子代细胞能够持续表达EGFP,提示表达稳定.本研究建立了锌指核酸酶介导的高效多位点基因打靶技术,不仅大大提高了外源基因的定点整合效率,而且兼顾了基因表达的稳定性和安全性,为动物定点转基因和人类基因治疗提供了重要的技术平台,具有广泛的应用前景.     

高分子基因传递载体研究进展

基因传递系统是基因药物的重要组成部分, 也是目前基因治疗的瓶颈. 病毒载体尽管效率高, 但是病毒载体的安全性问题限制了它的应用. 非病毒载体具有安全、易于制备等优点, 将来人们更乐于选择非病毒载体. 综述了高分子载体介导基因传递的基本原理及最新进展, 并讨论了高分子基因传递系统的发展趋势.     

以EBV复制子载体为基础的新型重组AAV载体包装系统

重组腺病毒伴随病毒(Adeno-associated virus,AAV)载体是能建立稳定表达的转导型表达载体,可用作基因治疗的外源基因荷载工具.与逆转录病毒相比,它具有高安全性、无致病性和能感染有丝分裂后细胞等的特点.目前重组AAV的制备,需要两种不同的重组AAV质粒,一种是含位于AAV基因组两端的为病毒复制和包装所必需的反向末端重复(Inverted ter-minal repeats,ITR)和外源基因的重组表达质粒载体;另一种质粒作为助手质粒,克隆了除两端ITR外的AAV全基因组DNA,它反式提供AAV复制和包装所需的病毒蛋白,当这两种质粒共转染宿主细胞时,如存在辅助病毒(腺病毒或单纯疱疹病毒)的感染,就能包装出含外源基因的重组AAV假病毒颗粒.     

抗白血病免疫脂质体的制备及其靶向性实验研究

白血病细胞存在于循环血液中,很容易与靶向性药物直接接触。脂质体(liposome)由于其负荷量大,对机体无毒性,已被越来越广泛地用作药物的载体。单克隆抗体(单抗)的问世使制备免疫脂质体(immunoliposome)成为可能。这种脂质体由于针对特异抗原的单抗的     

非病毒基因载体介导短发夹RNA转染抑制肿瘤细胞生长

利用肿瘤细胞表面抗原G250的单克隆抗体G250mAb和聚乙二醇(PEG)修饰非病毒基因载体聚乙烯亚胺(PEI), 获得肿瘤靶向基因载体G250mAb-PEI-PEG. 该载体对HeLa细胞的基因转染效率达到70%, 远远高于对非肿瘤细胞NIH3T3 30%的转染效率. 通过该基因载体将Nucleostemin(NS)基因的特异性短发夹RNA (short hairpin RNA, shRNA)高效率地转入靶细胞HeLa, RNA干扰下调了细胞中NS的表达, 显著抑制了HeLa细胞的增殖能力, 引起HeLa细胞凋亡, 而对NIH 3T3细胞的增殖和活性没有显著影响. 研究结果表明, 非病毒基因载体G250mAb-PEI-PEG可靶向性、高效率的转染HeLa细胞, 应用于基因治疗, 这对于宫颈癌的临床治疗具有重要的意义.     

HSP70保护培养的心肌细胞耐受缺氧损伤

遭受短时间缺血、缺氧和热休克等预处理(Preconditioning,PC)的组织细胞对随后的再次缺血、缺氧和高热损伤的耐受能力增强,此时细胞内热休克蛋白(Heat shock proteins,HSPs)基因表达增加,而其它基因表达产物减少,但HSPs是否具有直接的细胞保护作用及其作用机制目前尚有争议.本工作利用人工生物膜磷脂脂质体作为HSP载体,将HSP70输送到培养的大鼠心肌细胞内,观察其对心肌细胞缺氧损伤的影响,探讨HSPs直接的细胞保护作用及其机制.     

中国血友病B生物基因治疗研究状况

血友病B为一种严格的X连锁隐性遗传病, 由于其单纯的分子遗传基础和明确的临床表现, 容易观察疾病治疗的效果; hFⅨ较小的基因规模可以适用于几乎所有的常用基因载体系统. 在多种细胞均可以获得有效的表达使得基因治疗时可以有广泛的细胞选择范围, 同时也为生物工程制备重组蛋白药物提供了便利. 而且, 血友病B有天然和基因操作形成的动物模型便于治疗的临床前实验研究. 基于上述理由, 血友病B一直是遗传病基因生物治疗和重组蛋白药物制备的重要模型. 我国在20世纪90年代成功完成了基因治疗血友病B的临床试验, 对推进我国的基因治疗起到重要作用. 本文简述我国在血友病B的生物基因治疗方面的研究情况与发展方向, 希望为基因治疗和重组蛋白药物研究人员提供参考.     

定量与工程生物学在mRNA基因疗法中的应用

信使RNA(messenger RNA, mRNA)作为基因信息的瞬时载体,是一种多功能、灵活及安全的基因治疗手段,但由于mRNA分子的不稳定性和免疫原性,这种基因疗法最初并没有得到普及.在过去几十年里,定量与工程生物学学科交叉融合使得以mRNA为基础的基因治疗方法逐渐从概念验证阶段走向临床治疗阶段.本文从mRNA的功能结构、体外合成mRNA的设计和技术创新等方面阐述了定量与工程生物学在mRNA基因治疗中的应用.借助一些实验室和临床应用案例展示了定量与工程生物学方法指导mRNA药物设计,解决当代医疗问题.有效的工程设计方法将有助于针对各种适应证和遗传背景建立精准的mRNA基因治疗平台.目前,尽管基于mRNA的基因治疗方法在大多数适应证中仍处于预临床阶段,但各种工程与定量生物设计方法的积累可能会为新一代mRNA基因疗法拓宽道路.     

外源性p53基因对人胃癌细胞恶性增殖的影响

p53基因在细胞增殖调控过程中起重要作用,正常p53基因可使DNA受损的细胞增殖周期阻断在G1期以进行DNA修复,或启动细胞凋亡程序清除受损细胞,若p53基因缺失或突变,损伤后的细胞便会发生恶性增殖而形成肿瘤.约50%的人类肿瘤均有p53基因的异常改变.其中结直肠癌、肺癌、乳腺癌等常见肿瘤中p53基因的突变频率达50%～70%以上.基于这一原理,将野生型p53基因导入肿瘤细胞成为肿瘤基因治疗的策略之一.我国是胃癌高发区,胃癌发病率、死亡率在各类恶性肿瘤中均位居前列.因此,阐明胃癌发生发展过程中基因变异规律,探索胃癌治疗的有效方法,成为肿瘤研究的当务之急.研究表明胃癌中有较高频率p53基因缺失及突变,认为p53基因异常与胃癌发生、发展有重要关系.本项研究即是采用p53基因体外转染有缺陷的人胃癌细胞系,得到生长及致瘤性均有部分抑制的细胞,以探索采用p53基因治疗胃癌的可行性.1 材料与方法1.1 细胞培养及p53基因鉴定细胞:人胃癌BGC823细胞为北京医科大学附属人民医院建立,培养在含10%小牛血清的DMEM培养基中.染色体G带分析及荧光染色体原位杂交(FISH)显示有17号染色体部分缺失,Northern杂交分析也表明该细胞有p53基因表达水平下调.1.2 DNA转染通过脂质体介导将构建有野生型p53基因、突变型p53基因及无p5     

肿瘤基因治疗新策略—RNA干扰

RNA干扰(RNAi)是一种由双链RNA介导的基因沉默现象. 目前介导RNAi的方法很多, 包括采用非病毒性和病毒性载体介导. 最近研究发现, 以病毒为载体介导RNAi具有显著的优越性. 病毒载体通过表达70 bp左右的发夹结构RNA (shRNA), 在Dicer酶的催化作用下, 切割成21 bp左右的双链小分子干扰RNA (siRNA), 从而有效沉默靶向基因. 运用RNAi技术可设计一系列有效的抗癌策略, 如沉默癌基因、促进调亡、调控细胞周期、抗血管生成以及提高传统化疗、放疗的疗效等. 这一技术开辟了肿瘤基因治疗的新途径. 本文就RNAi技术在肿瘤基因治疗中的应用与研究作一评述.     

尼群地平脂质体的制备方法及性能研究

研究尼群地平脂质体的处方和制备工艺,用聚乙烯醇(PVA)包覆脂质体以提高脂质体的包封率和稳定性.用薄膜分散法,采用正交设计的原理制备尼群地平脂质体并测定了脂质体的包封率和粒径.实验结果表明该工艺方法可以制备包封率较高和稳定性较好的尼群地平脂质体.