功能化氧化石墨烯細胞生物學效應的研究.pdf

1、開發(fā)高效低毒的基因轉染載體是基因治療領域中的關鍵技術問題。近年來，憑借其獨特的理化性質，功能化石墨烯在生物醫(yī)學領域引起了人們的廣泛關注，顯示出良好的應用前景。我們的前期研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的轉染試劑相比，聚乙二醇與聚乙烯亞胺共同修飾的氧化石墨烯(nGO-PEG-PEI)對質粒DNA和siRNA的轉染效率更加理想，然而在高濃度下仍表現(xiàn)出一定的細胞毒性。因此，本課題將系統(tǒng)研究并揭示其細胞毒性機理，以便將其進一步優(yōu)化，并為開發(fā)出理想的基因轉染載體

2、提供重要的理論依據(jù)。本研究主要內(nèi)容包括：
　　⑴對nGO-PEG-PEI的細胞毒性進行了研究。MTT實驗結果顯示，10μg/mL左右的nGO-PEG-PEI處理可造成多種細胞活性降低。AnnexinⅤ-FITC/PI雙染實驗表明該材料的細胞毒性是通過細胞壞死途徑產(chǎn)生，而非細胞凋亡途徑。通過比較MTT實驗與AnnexinⅤ-FITC/PI雙染實驗的結果，發(fā)現(xiàn)兩種實驗方法的結果存在一定差異，結合其實驗原理，分析得出nGO-PEG-PE

3、I可能影響了細胞周期。后續(xù)一系列研究表明，nGO-PEG-PEI引起HeLa細胞的S期細胞阻滯現(xiàn)象，且絕大部分死亡細胞處于S期:這些細胞因為不能順利完成由S期向G2期的轉變，導致細胞壞死。將細胞同步化在G1期后再經(jīng)nGO-PEG-PEI處理，發(fā)現(xiàn)，nGO-PEG-PEI處理組的細胞整個細胞周期變長，且進入S期時有顯著的延遲。
　?、茖GO-PEG-PEI引發(fā)S期細胞阻滯的分子機理進行了深入研究。實驗表明，nGO-PEG-PEI引

4、起了嚴重的DNA損傷，而且引發(fā)S期檢驗點活化所必需的Cdc25A高度磷酸化。免疫印跡的結果表明，nGO-PEG-PEI處理后的細胞中，Cdc25A活化通路中的相關蛋白質，包括ATM/ATR及其它們對應的底物Chk2和Chk1，其磷酸化水平均顯著提高。此外，nGO-PEG-PEI引發(fā)的S期細胞阻滯及細胞形態(tài)的改變可被Cdc25A磷酸化抑制劑AZD7762所抑制。由以上結果分析可知，nGO-PEG-PEI進入細胞后，通過某種未知途徑引起DN

5、A損傷，而DNA損傷通過ATM-Chk2及ATR-Chk1兩條信號通路激活Cdc25A，從而激活S期檢驗點，最終引起S期細胞阻滯和細胞周期的延長，嚴重時，造成細胞壞死。
　?、墙沂玖薾GO-PEG-PEI介導的真核細胞壞死的分子機制，為深入探索GO及其衍生物的細胞學效應，尤其是其對真核細胞的細胞周期的影響方面，提供了重要的理論依據(jù)，同時也為GO及其衍生物的改性以成為高效無毒的基因轉染載體提供了重要信息，在納米材料的生物學效應及生物