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目的: 基因治疗是将外源遗传物质靶向、安全、有效的通过基因导入系统导入到特异的受体细胞或组织器官内来治疗某种疾病,因此,合适的核酸载体是实现基因治疗的关键。近年来,核酸载体成为最具有前景的研究项目之一。本研究针对本实验室前期已合成的新型阳离子脂质体(命名为: LW13-2脂质体)的性能进行初步研究。研究内容包括测定其粒径和Zeta电位,以确定脂质体的稳定性,探讨其作为核酸载体的可行性;摸索其在多种来源细胞尤其是上皮源性细胞的最佳转染反应条件,探讨细胞外环境如血清、pH值等对其转染效率的影响,从体外实验应用方面进一步验证所合成的新型阳离子脂质体核酸载体的性质和功能。并通过与目前市售转染试剂Lipofectamine2000的比较,探讨其作为成熟商品化转染试剂的可能性,为将来作为基因治疗靶向性药物的载体奠定实践基础。 方法: 1.制备LW13-2的阳离子脂质体和不同N/P比的LW13-2/DNA转染复合物,利用激光粒度仪测定其粒径和Zeta电位,分析其稳定性。 2.构建加强型绿色荧光蛋白表达质粒(EGFP)作为报告基因,以人胚胎肾HEK293细胞、Hela细胞为工具细胞,分别按照N/P比、转染时间、血清有无、pH值、保存条件设定分组,在荧光显微镜下观察计数,并计算转染效率,确定LW13-2转染实验的最佳反应条件,并观察以上因素对转染效率的影响。 3.进行MTT试验,酶标仪波长570 nm读取OD值,并分析工具细胞的存活率,来确定LW13-2及其复合物对正常的细胞毒性。 4.与市售成熟商品化转染试剂Lipofectamine2000的进行细胞毒性、转染效率两方面的对比,考察LW13-2的作为细胞外转染载体的性能。 结果: 1.LW13-2阳离子脂质体的平均粒径约为174.8nm,平均Zeta电位约为+57mv,LW13-2/DNA复合物的平均粒径为180~280nm之间,平均Zeta电位为+30mv左右,所形成的脂质体纳米粒子粒径适中,带适量正电荷,适合作为核酸载体,稳定性较好。 2.转染HEK293细胞得到LW13-2的最佳转染条件为LW13-2与DNA的N/P比为3∶1,转染HEK293细胞4h后在无血清培养基中继续培养48 h观察细胞转染情况。脂质体对Hela细胞未见明显转染效果。 3.当LW13-2与DNA的N/P比为(1~3)时,细胞存活率均大于90%,表现为低细胞毒性。 4.与Lipofectamine2000对照转染HEK293细胞,进行细胞毒性和转染效率的比较。LW13-2的最大转染效率为87.6%,细胞存活率为92.2%,Lipo2000的细胞存活率为95.6%,转染效率为71.8%。两者均没有明显的细胞毒性,对HEK293细胞,LW13-2具有更高的转染效率。 结论: 新型阳离子脂质体核酸载体LW13-2,具有细胞毒性低、转染效率高的特点,有较好的实验稳定性和重复性,是理想的核酸载体,为相关药物研究及基因靶向治疗研究提供工作基础。相对于市售商用转染试剂Lipofectamine2000,在某些细胞系上大幅提高基因转染效率的同时并没有增加其细胞毒性,并且更易于合成、成本低廉、用量更少,有成为成熟商用转染试剂的可能。新型阳离子脂质体LW13-2具有作为体外细胞转染核酸载体的潜能,在某些细胞系上的转染效率要优于目前市售转染试剂,可供广大科研工作者选择。