新型阳离子聚合物纳米材料基因载体及制备方法和应用_4

文档序号:9610845阅读:来源:国知局
/1时,3种细胞的存活率均已降至20% 左右。由此说明,4种mPEG-SS-Lys"-r-HiSm聚合物对送3种细胞的毒性远小于阳I。此外, mPEG-SS-Lys日日-r-Hisz。和mPEG-SS-Lysg日-r-Hisz。相比于mPEG-SS-Lys日日和mPEG-SS-Lysgs来 说,其细胞毒性整体上更小。
[0150] 实施例5
[0151] 体外基因转染
[015引将293T细胞、胎pG2细胞和MSCs收获、悬浮后,分别按8X104个/孔、6X104个 /孔和5X104个/孔的密度接种于24孔板。待细胞增殖至一定的汇合度时(293T细胞和 胎pG2细胞:50-60%,MSCs:80-90% ),可进行体外转染操作。
[0153] 制备质量比为1:1到6:1的mPEG-SS-Lysn-r-Hism/祀GFP复合物(按照实施例 2方法,基因报告质粒祀GFP(购自Invitrogen)每孔含量为0. 5ug),溶剂为100μ1纯 DMEM(293T细胞和HepG2细胞;高糖DMEM,MSCs;低糖DMEM,之后实验均按此对应选用培养 基)。复合物赔育30min后,吸弃孔板内旧有培养基,先沿壁缓慢加入400μ1纯DMEM培养 基,再均匀点加复合物至对应孔中,轻微左右晃匀后置于培养箱,培养地。然后,吸弃含有 基因复合物的培养基,并沿壁缓慢加入500μ1全培养基(含10%胎牛血清和1%PS双抗 的DMEM培养基),继续于培养箱内培养44h。
[0154]BCA蛋白测试方法:吸弃旧有培养基,使用PBS冲洗一遍,加入200μ1细胞裂解 液,于4°C裂解30min。然后取100μ1细胞裂解液加入全黑96孔板,用英光酶标仪在激发 波长为485nm,发射波长为538nm条件下,检测GFP蛋白的英光强度。剩余的100μ1细胞裂 解液离必(200化pmaOmin)沉淀细胞大碎片后,使用BCA试剂盒通过测定BCA标准曲线来 计算总蛋白浓度。最后英光强度W英光强度每毫克蛋白(FluorescentIntensity(A.U.)/ mgofprotein)来表达。各复合物质量比设计有3个平行样。
[01巧]流式细胞仪(FCM)法;收集细胞后,先用500μ1流式缓冲液(含2%FBS和2mM邸ΤΑ的PB巧悬浮细胞,离必后(200化pm, 5min)吸弃上清,再用流式固定液(含2%多聚甲 醒的PB巧固定,送检前避光保存于4°C冰箱。将流式细胞仪检测到表达GFP蛋白的细胞的 百分比作为细胞转染效率。各复合物按BCA蛋白测试方法选取最佳转染效率的质量比进行 本实验,各实验组设计有3个平行样。
[0156] 两种方法均W未处理的细胞作为阴性对照,WPEI(w/w=1. 3:1)作为阳性对照。
[0157] 图14(A)、做和似为通过BCA蛋白浓度测试方法检测的不同质量比的 mPEG-SS-Lys"-r-HiSm/pEGFP分别在293T细胞、胎pG2细胞和MSCs中的转染效率变化。 分析得到,在不同质量比时,各mPEG-SS-Lys"-r-HiSm/pEGFP的转染效率呈现一定的变 化趋势,即存在一个最佳转染效率的质量比。可W归结为;mPEG-SS-Lys55/pEGFP(w/w= 4:l)、mPEG-SS-Lys95/pEGFP(w/w= 5:l)、mPEG-SS-Lys55-r-His2〇/pEGFP(w/w= 3:1)和 mPEG-SS-Lysgs-r-HiS2〇/pEGFP(w/w= 2:1)时,在3种细胞中达到最佳转染效率。另外, 从整体来看,在各mPEG-SS-Lys"-r-HiSm/祀GFP处于最佳转染质量比时,在3种细胞中, mPEG-SS-Lys日日-r-Hiszn/pEGFP和mPEG-SS-Lysg日-r-Hiszn/pEGFP组的转染效率明显高于 mPEG-SS-Lysss/pEGFP和mPEG-SS-Lysgs/pEGFP组,并且其最佳质量比较小。在3种细胞中, 转染效率最佳的是mPEG-SS-Lysgs-r-Hisw/pEGFP组,并且其在各质量比下整体转染效率也 最佳。
[0158]图 15 为用FCM法测得的mPEG-SS-Lysss/pDNA(w/w= 4:1)、mPEG-SS-Lys95/pDNA(w/ w= 5:1) >mPEG-SS-Lys55-r-His2〇/pDNA(w/w= 3:1) >mPEG-SS-Lysg5-r-His2〇/pDNA(w/w= 2:1)和阳I/pDNA(w/w= 1.3:1)在各自最佳转染质量比时,转染常规的293T、胎pG2和 MSC细胞44h后的转染效率,及其两两组之间的统计学比较。从图中可W看出,在293T细 胞中,mPEG-SS-Lysgs-r-Hiszn/pEGFP复合物和阳1/祀GFP复合物的转染效率并无显著性 差异。而在HepG2细胞中,mPEG-SS-Lysg5-r-His2〇/pEGFP复合物转染效率比阳1/祀GFP 复合物仍差一些,但是其显著性差异与BCA法相比,更缩小了一些。最后,在MSCs中, mPEG-SS-Lysgs-r-Hisw/pEGFP复合物的转染效率仍保持领先状态。并且,可W看到另外Η 种mPEG-SS-Lys"-r-HiSm/pEGFP复合物的转染效率与阳1/祀GFP复合相比,其显著性差异均 变小。
[0159]综上,mPEG-SS-Lys"-r-His2〇/pEGFP复合物比mPEG-SS-LysypEGFP复合物的转染 效率要高。另外,在公认的难W转染的MSCs中,mPEG-SS-Lys"-r-His2D/pEGFP复合物具有较 高的转染效率,甚至高于阳性对照组的PEI/祀GFP复合物。
[0160] 为了模拟血液环境,在体外细胞转染时,还进行了含血清细胞转染实验。W293T 细胞和HepG2细胞为模型细胞,各mPEG-SS-Lys"-r-HiSm/pEGFP复合物按BCA蛋白浓度测试 方法选取最佳转染效率的质量比进行本实验,各实验组设计有3个平行样。在添加复合物 作用的44h期间,不再选用纯DMEM培养基,而选用含10 %血清的全培养基。最后用BCA蛋白 测试方法评价血清对复合物细胞转染的影响。其余步骤不改变。WPEI(w/w= 1. 3:1)作为 阳性对照。结果如图 16 所示。mPEG-SS-Lys55/pEGFP(w/w= 4:1)、mPEG-SS-Lys9s/pEGFP(w/ w= 5:l)、mPEG-SS-Lys55-r-His2〇A5EGFP(w/w= 3:l)、mPEG-SS-Lysg5-:r-His2〇A5EGFP(w/w = 2:1)和PEI/pDNA(w/w= 1.3:1)在各自最佳转染质量比时,转染细胞44h后,5种基因递 送系统的转染效率均有所降低。但是,PEI/祀GFP组的转染效率下降最为明显,在293T细 胞和化pG2细胞中分别相差达到3. 8倍和3. 5倍。而在实验组中,mPEG-SS-Lysss/pEGFP、 mPEG-SS-Lysg日/pEGFP、mPEG-SS-Lys日日-r-Hisz。/祀GFP和mPEG-SS-Lysg日-r-Hiszo/pEGFP在 293T细胞和胎pG2细胞中,转染效率相差倍数分别为1.3、1.4、1. 1、1. 1和1.3、1.3、1.2、 1. 1。
[0161] 实施例6
[0162] 细胞吞瞻效率
[0163] 首先按照试剂盒的操作流程对pDNA用红色英光染料作切3标记,具体操作方法如 下:
[0164] 1.取 10μ1pEGFPQ.6μg/μ1)、8μ1Label口Tracker?Regent、 16ullOXUbelingBufferA和 126μ1Sterile&0 依次加入 1.5ml离必管中,用移液枪 吹匀后置于37°C培养箱赔育比。取出离必管,快速离必(13krpm,30s)后,继续于37°C培养 箱赔育Ih。
[016 引 2.依次加入40μlDEPC水、20μlNaCl(过 220nm滤膜,5M)和 400μll00%冰己 醇,封口膜封口后,避光保存于-2(TC化。
[0166] 3.高速低温(230krpm,4°C)离必lOmin,使标记好的质粒成一小球。用移液枪小 必移走所有上清,不可破坏小球。加入0. 5ml70%己醇清洗小球一次,再次高速低温离必,再 次用移液枪小必移走所有上清,待己醇挥发完全,用32μ1无菌&0重悬标记好的质粒。[0167] 4.用核酸浓度测量仪检测标记好的质粒的浓度(468. 8ng/μ1)。
[016引 CLSM法:
[0169] 收获化pG2细胞后,W2X105个/孔的密度接种于6孔板内的盖玻片上,待细胞贴 壁,增殖至汇合度为60-70%时,制备各111?66-55寸7311-尸化3111/祀6。?复合物最佳转染效率 时质量比的复合物(按照实施例2方法,切3-pEGFP每孔含量为2μg),赔育30min后,吸 弃孔板内旧有培养基,先沿壁缓慢加入1. 5ml纯DMEM培养基,再均匀点加复合物至对应孔 中,轻微左右晃匀后置于培养箱,培养地。然后,在避光条件下进行W下操作:吸弃旧有培 养基,用PBS轻轻冲洗2遍;用4%多聚甲醒室温静置固定lOmin,再用PBS冲洗2遍;滴加 2滴DAPI细胞核英光染液(能湿润细胞即可),室温静置固定lOmin,用PBS冲洗3遍。取 出盖玻片瞭干后,用甘油封片,最后用指甲油固定盖玻片,送检前于4Γ避光暂时保存。
[0170] 检测结果表明,在阳I/pDNA组中,进入细胞核内的pDNA最多。 mPEG-SS-Lys日日-r-His2〇/pDNA和mPEG-SS-Lysg日-r-His2〇/pDNA组中,进入细胞核的pDNA 也较多,并且未进入的细胞核的pDNA也主要集中于核周区域。mPEG-SS-LySss/pDNA和 mPEG-SS-Lysgs/pDNA组中,pDNA更多地停留在细胞质内。总体来说,mPEG-SS-Lysss/ pDNA和mPEG-SS-Lysss/pDNA组细胞摄取的基因复合物比mPEG-SS-Lys55-r-His2〇/pDNA和 mPEG-SS-Lysg日-r-Hiszo/pDNA组少。
[0171] FCM法:
[017引收获HepG2细胞后,W2X105个/孔的密度接种于6孔板内,待细胞贴壁,增殖至 汇合度为60-70%时,制备各111?66-55寸7311-尸化3111/祀6。?复合物最佳转染效率时质量比 的复合物(按照实施例2方法,切3-pEGFP每孔含量为2μg),赔育30min后,吸弃孔板内旧 有培养基,先沿壁缓慢加入1. 5ml纯DMEM培养基,再均匀点加复合物至对应孔中,轻微左右 晃匀后置于培养箱,培养地。然后按照实施例5中流式细胞仪的制样方法制样,全程应避 光,并尽快送检。各实验组设计有3个平行样。
[0173] 由图17可W看到,阳I/pDNA复合物的细胞吞瞻效率最高,但是, mPEG-SS-Lysgs-r-Hiszn/pDNA复合物和阳I/pDNA复合物的细胞吞瞻效率没有显著性差异。 另外,结合化pG2细胞的转染效率(FCM)和细胞吞瞻效率(FCM),可W发现,各基因复合体 的细胞吞瞻效率高于转染效率。mPEG-SS-Lys55/pDNA(19.94% ±2. 0,36. 2% ±3. 2,1.8 倍),mPEG-SS-Lys95/pDNA(13.4% ±2. 1,35. 4% ±4. 1,2. 6倍),mPEG-SS-Lys55-r-His2〇/ 口0臟(28.8%±2.0,41.3%±2.1,1.4倍)、111口66-55-1^7395寸-化32〇/口0臟(32.4% ±1.5,48. 1% ±3.0, 1.4倍)和阳I/pDNA(36. 2% ±2. 2,51.9% ±3. 8, 1.4倍)。
[0174] 实施例7
[0175] 细胞吞瞻途径
[0176] 本实验通过采用通道抑制剂抑制各细胞吞瞻途径的方法,检测 mPEG-SS-Lys"-r-HiSm进入细胞的途径。所选用的抑制剂和配制工作浓度如下:
[0177] 网格蛋白途径:氯化倭(50mM)、氯丙嗦(10μg/mU;小窝蛋白途径: M-目-CD(lOmM)、染料木素(200ug/ml
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