基于熒光硅納米顆粒的基因載體的構(gòu)建及其在活細(xì)胞內(nèi)的生物成像基礎(chǔ)研究.pdf

1、隨著納米科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種各樣的納米材料被用于構(gòu)建非病毒基因載體。其中，具有熒光性能的基因載體因?yàn)槟軌蚴聚櫦?xì)胞內(nèi)基因運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)過程而倍受矚目。在基因運(yùn)輸?shù)倪^程中，長時程實(shí)時的示蹤成像可以讓人們更加綜合地理解基因載體的胞內(nèi)行為，進(jìn)而有利于更加合理地設(shè)計高性能的基因載體。近年來，零維熒光硅納米顆粒受到了人們的廣泛關(guān)注。因其具備優(yōu)越的光學(xué)性質(zhì)和良好的生物安全性，被認(rèn)為是生物成像應(yīng)用中潛在的理想熒光探針。
　　在本文中，我們首先構(gòu)建

2、了一種基于熒光硅納米顆粒的基因載體，并成功將其應(yīng)用于基因運(yùn)輸和熒光生物成像。在DNA的負(fù)載和保護(hù)試驗(yàn)中，基于熒光硅納米顆粒的基因載體不僅具有相對較高的DNA負(fù)載率，而且能夠有效地保護(hù)DNA，避免DNA酶的降解。在基因轉(zhuǎn)染測試中，基于熒光硅納米顆粒的基因載體在人宮頸癌(HeLa)細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)染效率約為35％，比相同條件下聚乙烯亞胺(Polyetherimide，PEI)的轉(zhuǎn)染效率要高?；跓晒夤杓{米顆粒的基因載體同時也具備良好的生物安全性

3、，在與HeLa細(xì)胞共孵育培養(yǎng)時間長達(dá)24和48小時的時間內(nèi)，均未產(chǎn)生明顯的細(xì)胞毒性，HeLa細(xì)胞仍然維持90％以上的存活率。
　　其次，通過追蹤熒光硅納米顆粒強(qiáng)而穩(wěn)定的熒光，我們長時程實(shí)時地研究了基因載體的胞內(nèi)行為（比如:細(xì)胞內(nèi)吞、胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)等），進(jìn)而揭示了基因載體與溶酶體的“復(fù)融合”（re-fusion）現(xiàn)象。我們選擇了另外一種典型的人乳腺癌(MCF-7)細(xì)胞作為對照組來研究載體的基因轉(zhuǎn)染和胞內(nèi)行為。基于熒光硅納米顆粒的載體在MC

4、F-7細(xì)胞中的基因轉(zhuǎn)染效率約為16％，比相同實(shí)驗(yàn)條件下HeLa細(xì)胞的轉(zhuǎn)染效率小的多。在活細(xì)胞長時程實(shí)時的示蹤成像中，MCF-7細(xì)胞中同樣存在基因載體與溶酶體的“復(fù)融合”現(xiàn)象。在相同的時間內(nèi)（15分鐘的實(shí)時示蹤成像），基因載體與溶酶體的“復(fù)融合”在MCF-7細(xì)胞中發(fā)生了3次，而在HeLa細(xì)胞中僅發(fā)生了1次。最后，通過進(jìn)一步分析此兩種細(xì)胞系的基因轉(zhuǎn)染效率和胞內(nèi)基因載體與溶酶體“復(fù)融合”現(xiàn)象之間的關(guān)系可知，“復(fù)融合”現(xiàn)象在基因轉(zhuǎn)染效率低的MC