壳聚糖纳米颗粒的制备及其质粒转染研究

《壳聚糖纳米颗粒的制备及其质粒转染研究 》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、壳聚糖纳米颗粒的制备及其质粒转染研究【摘要】目的：研究壳聚糖纳米颗粒在体外和体内实验中的转染能力。方法：用亚硝酸钠降解壳聚糖的方法制得低分子质量壳聚糖，用zeta电位仪测定粒径、多分散度、zeta电位，并使用乌式黏度计法测定其相对分子质量;通过静电吸附复合绿色荧光蛋白表达质粒pIRESeGFP（报告基因），采用琼脂糖凝胶电泳分析载体与DNA结合能力;用体外和体内基因转染实验,评价纳米颗粒的转染能力。结果：制得的壳聚糖粒径200600nm，多分散度最好的达到0.005，zeta电位0.89mV，相对分子质量7.7×10

2、7,粒径250nm。体外对3T3细胞的转染实验显示，该壳聚糖具有一定的转染效率；体内对Balbc57/BL6小鼠的股四头肌肌肉的转染实验显示，肌肉组织中有大量绿色荧光蛋白的表达，并且在炎症部位尤为明显。结论：本研究制备的壳聚糖，能够在体外和体内均实现有效转染，为基因治疗提供了一种潜在的载体。【关键词】壳聚糖基因治疗细胞转染载体基因治疗的应用之一就是在体内由DNA直接产生相应的、有治疗作用的蛋白质。基因治疗可以通过控制细胞周期蛋白质或者细胞因子等蛋白质的表达，用于肿瘤和免疫性疾病等许多获得性疾病的治疗[12]。壳聚糖是

3、一种氨基多糖，由几丁质经脱乙酰化后得到。几丁质是海洋产业的副产品，所以产量丰富。尤为重要的是，它具有良好的生物相容性、生物可降解性和低免疫原性。因此，它正作为一种继磷酸钙、脂质体之后的新型非病毒载体，被人们广泛关注[34]。壳聚糖等电点偏碱性，在生理条件下，带正电荷的壳聚糖可与带负电荷的质粒通过静电作用，形成复合物。低分子质量壳聚糖（loolecularolecularentsCorporation公司提供的90PlusParticleSizeAnalyzer。1.2方法1.2.1NaNO2法降解壳聚糖称取2.5g壳

4、聚糖，慢慢加入到250ml0.5%乙酸溶液中，保持室温搅拌，壳聚糖被浸润成棉絮状。称取75mgNaNO2，加入到壳聚糖溶液中，不断搅拌，溶液黏度明显下降。分别在30、60、90、120min后，取出50ml溶液，分别标记为A、B、C、D。使用zeta电位仪测定A、B、C、D4份样品的颗粒大小和zeta电位值，再使用乌式黏度计法测定相对分子质量，以备后用。1.2.2细胞水平转染实验使用壳聚糖，对细胞汇合度约70％的3T3细胞进行转染实验，同时制备脂质体/DNA复合物作为阳性对照，裸质粒DNA作为阴性对照，共同培养36h，

5、通过流式细胞仪检测绿色荧光蛋白的表达，定量检测转染效率。1.2.3动物体内转染实验取Balbc57/BL6小鼠24只，分为6组，每组4只，每组中1只为空白对照组，另外3只为实验组，由10μgGFP质粒(1μg·μl-1)、30μlPBS和20μg壳聚糖（1μg·μl-1）配成的复合物共60μl，孵育30min，用注射器注入小鼠股四头肌肉中，对照组注射10μgGFP质粒和20μlPBS的混合物，分别于注射1、2、3、4、5、6d后，对6组小鼠进行解剖，取大腿股四头肌注射部位进行冰冻切片，在荧光显微镜下观察荧光表达强度。2

6、结果2.1NaNO2法降解壳聚糖4种壳聚糖物理特征见表1。表14种壳聚糖物理特征由表1可知，A壳聚糖平均粒径较小，通过细胞膜的通透性较好，分布比较集中，zeta电位也为正值，有利于与带负电荷的质粒结合，B、C壳聚糖粒径较大，且zeta电位为负，D壳聚糖虽然粒径小于A，但是多分散度差，即其中包含的有效小粒径比较少，因此，也不利于对于细胞的转染。后续的细胞转染结果也显示壳聚糖A的转染效率最好。对原料壳聚糖和A壳聚糖使用乌式黏度计法[7]测定其黏度，根据公式η＝κ（MV）α，κ=6.589×10－3，α＝0.88，计算得到原

7、料壳聚糖相对分子质量为46×107，降解30min后的壳聚糖相对分子质量为7.7×107，说明降解是有效的。2.2细胞水平转染实验取降解时间为30min的壳聚糖，按质粒与壳聚糖质量比为1∶2、1∶3、1∶4、1∶5复合后对3T3细胞进行转染，结果如图1所示，可以发现，在两者质量比为1∶3时，转染效率最高。所以，按照最优比例1∶3，分别选用A、B、C、D壳聚糖进行转染实验，结果如图2所示，A壳聚糖转染效率最高。虽然它们的转染效率都低于阳性对照（脂质体）介导的转染，但是壳聚糖几乎无细胞毒性，这一点大大优于脂质体。因此，决定

8、使用A壳聚糖，以质粒与壳聚糖质量比为1∶3的比例制备复合物，进行以下体内水平转染实验。2.3动物水平转染实验分别在第1、2、3、4、5、6天对小鼠肌肉冰冻切片进行荧光观察。结果显示，只有在转染后第4天观察到有绿色荧光蛋白的表达，强度中等，而对照组则无明显的绿色荧光表达，同时发现第4天时，有的小鼠肌肉注射处有炎症反应，炎症反应处绿色