基于熒光硅納米顆粒的基因載體的構建及其在活細胞內的生物成像基礎研究.pdf

1、隨著納米科學技術的飛速發(fā)展，各種各樣的納米材料被用于構建非病毒基因載體。其中，具有熒光性能的基因載體因為能夠示蹤細胞內基因運輸?shù)南嚓P過程而倍受矚目。在基因運輸?shù)倪^程中，長時程實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行為，進而有利于更加合理地設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注。因其具備優(yōu)越的光學性質和良好的生物安全性，被認為是生物成像應用中潛在的理想熒光探針。
　　在本文中，我們首先構建

2、了一種基于熒光硅納米顆粒的基因載體，并成功將其應用于基因運輸和熒光生物成像。在DNA的負載和保護試驗中，基于熒光硅納米顆粒的基因載體不僅具有相對較高的DNA負載率，而且能夠有效地保護DNA，避免DNA酶的降解。在基因轉染測試中，基于熒光硅納米顆粒的基因載體在人宮頸癌(HeLa)細胞的基因轉染效率約為35％，比相同條件下聚乙烯亞胺(Polyetherimide，PEI)的轉染效率要高。基于熒光硅納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細胞共孵育培養(yǎng)時間長達24和48小時的時間內，均未產(chǎn)生明顯的細胞毒性，HeLa細胞仍然維持90％以上的存活率。
　　其次，通過追蹤熒光硅納米顆粒強而穩(wěn)定的熒光，我們長時程實時地研究了基因載體的胞內行為（比如:細胞內吞、胞內轉運等），進而揭示了基因載體與溶酶體的“復融合”（re-fusion）現(xiàn)象。我們選擇了另外一種典型的人乳腺癌(MCF-7)細胞作為對照組來研究載體的基因轉染和胞內行為。基于熒光硅納米顆粒的載體在MC

4、F-7細胞中的基因轉染效率約為16％，比相同實驗條件下HeLa細胞的轉染效率小的多。在活細胞長時程實時的示蹤成像中，MCF-7細胞中同樣存在基因載體與溶酶體的“復融合”現(xiàn)象。在相同的時間內（15分鐘的實時示蹤成像），基因載體與溶酶體的“復融合”在MCF-7細胞中發(fā)生了3次，而在HeLa細胞中僅發(fā)生了1次。最后，通過進一步分析此兩種細胞系的基因轉染效率和胞內基因載體與溶酶體“復融合”現(xiàn)象之間的關系可知，“復融合”現(xiàn)象在基因轉染效率低的MC