目的:利用超声靶向微泡破裂(UTMD)技术介导T细胞Itch基因沉默，观察T细胞免疫活性变化。方法:磁珠分选纯化T细胞，构建靶向Itch基因的短发夹RNA(shRNA)表达质粒。实验组为超声辐照＋Itch-shRNA质粒-SonoVue微泡，对照组为超声辐照＋阴性对照shRNA质粒-SonoVue微泡，空白组未处理。转染48 h，荧光显微镜和流式细胞术评估细胞转染效率，免疫印迹(Western blot)法检测Itch基因蛋白表达水平。转染72 h,酶联免疫吸附测定(ELISA)法检测各组细胞上清液中白介素2(IL-2)、γ干扰素(IFN-γ)水平。采用单因素方差分析比较多组间差异，两两比较LSD- t检验。 结果:利用UTMD技术介导shRNA转染效率达到52.3%，转染后实验组、对照组和空白组Itch相对蛋白表达量分别为0.301±0.080、0.773±0.101和0.719±0.090，实验组Itch蛋白表达显著降低，差异有统计学意义( F＝24.441， P<0.01)。转染72 h，实验组、对照组和空白组IL-2浓度分别为(417.3±37.1)ng/L、(158.7±17.3)ng/L和(147.0±10.2)ng/L，差异有统计学意义( F＝118.701， P<0.001)；IFN-γ浓度分别为(168.3±12.1)ng/L、(74.3±3.7)ng/L和(74.6±7.1)ng/L，差异有统计学意义( F＝126.833， P<0.001)；实验组IL-2和IFN-γ表达水平较对照组和空白组显著升高。 结论:利用UTMD技术介导Itch-shRNA转染能明显降低T细胞Itch水平，增强T细胞免疫活性。

目的 探讨超声靶向微泡破坏(UTMD)介导的整合素亚基α3(ITGA3)过表达质粒转染对乳腺癌生长和上皮间质转化(EMT)的影响.方法 基于GEPIA平台分析TCGA数据库中乳腺癌样本的ITGA3表达情况,绘制生存曲线评估ITGA3表达水平对乳腺癌患者生存的影响.将乳腺癌BT-549细胞分为LIP-NC组(脂质体介导的阴性对照质粒转染细胞)、LIP-ITGA3组(脂质体介导的ITGA3过表达质粒转染细胞)、UTMD-NC组(UTMD介导的阴性对照质粒转染细胞)和UTMD-ITGA3组(UTMD介导的ITGA3过表达质粒转染细胞),UTMD-NC组和UTMD-ITGA3组细胞在转染过程中均接受超声辐照(频率1 MHz,声强0.75 W/cm2,时间45s).于扫描电子显微镜下观察LIP-NC组、UTMD-NC组细胞形态;分别应用MTT法、划痕实验、Transwell实验检测各组细胞活力、迁移能力、侵袭能力;应用Western blot法分析BT-549细胞中ITGA3和EMT、STAT3通路相关基因蛋白的表达情况.通过裸鼠皮下肿瘤细胞注射法建立裸鼠乳腺癌异种移植瘤模型,移植35d后处死裸鼠剥离异种移植瘤并称重;应用免疫组化检测各组异种移植瘤组织中ITGA3、N-cadherin和PCNA的表达情况.结果 生物信息学分析显示,乳腺癌样本中ITGA3蛋白相对表达量明显低于正常乳腺样本,差异有统计学意义(P<0.05);ITGA3低表达与乳腺癌患者不良预后相关(HR=0.81,P=0.000 72).体外实验结果显示,扫描电子显微镜下LIP-NC组细胞呈球形,细胞膜表面无明显的凹坑或孔隙;UTMD-NC组细胞形态未见改变,但细胞膜表面可见粗糙区域和小凹坑.UTMD-ITGA3组、LIP-ITGA3组细胞活力、迁移能力、侵袭能力均分别较各自对照组(UTMD-NC组、LIP-NC组)降低,差异均有统计学意义(均P<0.05);且UTMD-ITGA3组细胞活力、迁移能力、侵袭能力均较LIP-ITGA3组更低(均P<0.05).LIP-ITGA3组ITGA3蛋白相对表达量较LIP-NC组增高,UTMD-ITGA3组ITGA3蛋白相对表达量较UTMD-NC组、LIP-ITGA3组均增高,差异均有统计学意义(均P<0.01).LIP-ITGA3组、UTMD-ITGA3组细胞Vimentin、N-cadherin、p-STAT3、c-Myc、CyclinD1和PCNA蛋白相对表达量均分别较UTMD-NC组、LIP-NC组降低,E-cadherin蛋白相对表达量均分别较UTMD-NC组、LIP-NC组增高,差异均有统计学意义(均P<0.01);且UTMD-ITGA3组细胞Vimentin、N-cadherin、p-STAT3、c-Myc、CyclinD1和PCNA蛋白相对表达量均较LIP-ITGA3组更低,E-cadherin蛋白相对表达量较LIP-ITGA3组更高(均P<0.05).体内实验结果显示,UTMD-ITGA3组、LIP-ITGA3组裸鼠异种移植瘤质量均分别较UTMD-NC组、LIP-NC组降低,差异均有统计学意义(均P<0.01);且UTMD-ITGA3组裸鼠异种移植瘤质量较LIP-ITGA3组更低(P<0.01).UTMD-ITGA3裸鼠异种移植瘤组织中ITGA3蛋白相对表达量较LIP-ITGA3组增高,差异有统计学意义(P<0.01);UTMD-ITGA3组、LIP-ITGA3组裸鼠异种移植瘤组织中N-cadherin、PCNA蛋白相对表达量均分别较UTMD-NC组、LIP-NC组降低,差异均有统计学意义(均P<0.01);且UTMD-ITGA3组N-cadherin、PCNA蛋白相对表达量较LIP-ITGA3组更低(均P<0.01).结论 UTMD介导的ITGA3过表达质粒转染可有效抑制乳腺癌生长和EMT,有望为今后乳腺癌治疗提供新的策略.

目的 评价超声、微泡及重组腺病毒联合介导外源性基质细胞衍生因子1α(S D F-1α)基因转染急性心肌梗死(AMI)大鼠心脏时在非靶组织肝、肺及肾中的转染情况.方法 成功建立AMI模型的40只SD大鼠完全随机分为4组:单纯超声辐照组(M+U组/对照组,10只),超声辐照+载pAd-EGFP/SDF-1α(生物素化的共表达绿色荧光蛋白和SDF-1α的重组腺病毒)基因微泡给药1 d组(M+S1+U组,10只),连续给药2 d组(M+S2+U组,10只)及连续给药3 d组(M+S3+U组,10只).术后7 d,激光共聚焦显微镜观察非靶组织肝、肺及肾中绿色荧光蛋白的表达情况.结果 对照组肝、肺及肾中均无绿色荧光蛋白表达,给药1d、2d、3d组肝、肺及肾中均有少量表达,给药组与对照组相比差异均具有统计学意义(P<0.05),但给药组间差异无统计学意义.结论 超声、微泡及重组腺病毒联合介导外源性SDF-1α基因转染AM I大鼠心脏的同时,非靶组织也会被转染,但随着给药天数增加,靶基因在非靶组织的转染只产生了轻微的累积,靶基因在非靶组织中的转染效果与给药天数并不呈正相关.

目的 构建一种阳离子微泡(cationic microbubble,CMB),通过与传统微泡(definity microbubble,DMB)比较,探讨其提高超声波靶向击碎微泡(ultrasound-targeted microbubble destruction,UTMD)技术介导的体内基因转染效率及治疗效果.方法 体外实验:应用薄膜水化法制备CMB,观察其形态、测量其粒径、zeta电位以及基因携带能力,以DMB作为对照.体内实验:首先取16只大鼠以生物荧光素酶质粒作为报告基因,分别应用CMB和DMB进行心脏的靶向转染,动态观察转染效率及靶向性.随后取64只大鼠制备心肌缺血再灌注(ischemia-reperfusion,I/R)模型,第5天彩色超声检查明确60只大鼠成功制备I/R模型;随机分为3组(n=20),其中对照组大鼠接受DMB携带空质粒转染,DMB组接受DMB携带AKT质粒转染,CMB组接受CMB携带AKT质粒转染.治疗后心脏彩色超声以及组织学观测各组大鼠心肌灌注、心脏功能、梗死区面积和梗死区组织厚度;免疫组织化学染色检测毛细血管及小动脉密度,TUNEL染色观察心肌细胞凋亡;Western blot检测心肌AKT、磷酸化AKT (phospho-AKT,P-AKT)、生存素(Survivin)和磷酸化BAD (phospho-BAD,P-BAD)表达.结果 实验制备的CMB形状均一,其zeta电位显著高于DMB(t=28.680,P=0.000);DNA携带百分比显著高于DMB (P＜0.05).无论在体检测还是离体检测均显示,应用CMB转染后的荧光素酶活性均显著高于DMB转染后,差异有统计学意义(P＜0.05).I/R模型术后第5天,各组前、后壁信号强度比值以及心脏射血分数、左室短轴缩短率比较,差异均无统计学意义(P＞0.05);第21天,CMB组及DMB组以上指标较对照组增加,且CMB组高于DMB组,差异均有统计学意义(P＜0.05).术后第21天,CMB组梗死区域长度最小、厚度最大,其次为DMB组、对照组;CMB组及DMB组毛细血管、小动脉血管密度均较对照组明显增大,CMB组较DMB组增大,组间差异均有统计学意义(P＜0.05).基因转染后第3天,对照组凋亡细胞最多,其次为DMB组、CMB组;CMB组及DMB组AKT、P-AKT、Survivin和P-BAD蛋白相对表达量均明显高于对照组,CMB组高于DMB组;组间比较差异均有统计学意义(P＜0.05).结论 CMB在保留了普通微泡理化性质的同时,显著提高了携带质粒DNA的能力,提高了超声微泡靶向转染效率;应用CMB进行超声靶向AKT基因转染治疗大鼠心肌I/R损伤时,显著提高了基因转染率,改善了大鼠心脏功能.

随着分子和细胞心脏病学知识的进展,基因治疗在心脏疾病治疗中的应用已经成为研究的热点和方向,很多预临床试验都已经取得了一定成功,而且规定了超声介导基因转染(ultrasound-mediated gene delivery, UMGD)的基本原则.但是,其应用在人体疾病治疗中存在多重障碍.随着微泡技术的发展和转染多种基因能力的增强,UMGD在未来可能成为心血管疾病基因治疗的一种有效的非侵入性技术.本文就超声介导基因转染在心血管疾病治疗应用中的基本原则、应用和对未来的展望与不足作一综述.

目的 利用超声介导微泡破裂技术(UTMD)沉默T细胞Itch基因表达,观察转染T细胞对肺腺癌细胞LA795的体外免疫杀伤效率.方法 磁珠分选纯化T细胞,构建靶向Itch基因的shRNA表达质粒,超声微泡介导转染48 h后,荧光显微镜和流式细胞仪评估细胞转染效率,Western blot检测Itch蛋白表达.转染72 h后,酶联免疫吸附法(ELISA)检测细胞上清液中IL-2和IFN-γ分泌水平,观察对比单纯T细胞、阴性对照T细胞及转染T细胞与小鼠肺腺癌细胞LA795共培养时肿瘤杀伤率.结果 利用UTMD技术介导shRNA转染效率达到52.3% ±3.8%,Itch蛋白表达能够有效被抑制.转染72 h后,超声微泡介导沉默Itch基因显著增加T细胞因子IL-2和IFN-γ分泌水平(P<0.05);与空白组或阴性对照组T细胞相比,在不同的靶效比水平(10 : 1、20 : 1、40 : 1),转染T细胞杀瘤活性均明显增高(P<0.05).结论 利用UTMD技术介导shRNA转染能有效沉默Itch基因表达,促进T细胞免疫活性,增强T细胞对小鼠肺腺癌细胞LA795的体外免疫杀伤效率.

超声靶向微泡破坏技术(UTMD)作为最新的物理性质靶向基因递送系统,其与病毒载体相比,更具有无毒性、安全性,具有非常广阔的应用前景.近年来,越来越多的研究证实在血管、骨骼肌、心脏、肺、肝脏等多组织多脏器中,UTMD技术能够成功的介导基因的转染.本文从UTMD技术通过将指定基因转染到胰腺组织及相关受累靶器官中从而达到靶向治疗的效果,对其在糖尿病治疗中的最新研究进展及治疗潜力进行综述.

目的 探讨应用超声靶向微泡破坏(UTMD)技术介导小鼠肝癌细胞株Hca-P JNK1基因的表达以及肝癌细胞迁移和侵袭.方法 构建并鉴定pCDNA3.1-JNK1载体.将小鼠肝癌细胞株Hca-P分组如下:A组(空白对照组),B组(质粒组),C组(脂质体+质粒组),D组(超声微泡+质粒+超声辐照组),E组(脂质体+超声微泡+质粒+超声辐照组).采用倒置荧光显微镜观察各组细胞的转染率,荧光定量PCR和Western Blot法检测JNK1的基因和蛋白质表达水平,以CCK-8法检测5组细胞的细胞活性,应用Transwell实验检测各组细胞的体外迁移和侵袭能力.结果 成功构建了pCDNA3.1-JNK1载体.各组转染率比较:E组均大于B、C、D组(P均＜0.05),C、D组转染率均高于B组(P均＜0.05),C、D组之间差异无统计学意义(P＞0.05).E组JNK1 mRNA和蛋白表达水平均高于其他各组(P均＜0.05);E组细胞活性、迁移和侵袭能力均高于其他各组(P均＜0.05)结论 UTMD技术结合脂质体转染法可以提高pCDNA3.1-JNK1载体转染小鼠肝癌细胞株Hca-P的效率,加大基因JNK1表达的上调幅度,增强细胞活性、迁移和侵袭能力.

目的 乳腺癌发生发展与机体免疫水平有密切关系,而Cbl-b基因可作为抗肿瘤治疗的免疫靶点.利用超声介导微泡破裂技术(ultrasound-targeted microbubble destruction,UTMD)沉默T细胞Cbl-b基因表达,观察转染T细胞对4T1乳腺癌细胞的体外免疫杀伤效率.方法 磁珠分选纯化T细胞,构建靶向Cbl-b基因的短发夹RNA(short-hair-pin RNA,shRNA)表达质粒,超声微泡介导转染48 h后,荧光显微镜和流式细胞仪评估细胞转染效率,蛋白质印迹法检测Cbl-b蛋白表达情况.转染72 h后,利用酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)比较各组细胞上清液中肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)分泌水平.转染72 h后,观察对比单纯T细胞、阴性对照T细胞及转染T细胞与小鼠4T1乳腺癌细胞共培养时肿瘤杀伤效率.结果 原代培养T细胞纯度为93.7％.利用UT-MD技术介导shRNA转染效率达到61.3％.qPCR和蛋白质印迹法检测结果显示,Cbl-b基因和蛋白水平表达均能被有效抑制.与空白组(1.007±0.022)相比,实验组Cbl-b mRNA表达量(0.333±0.046)明显降低,P<0.001;实验组、对照组和空白组Cbl-b蛋白相对表达量分别为0.301±0.080、0.773±0.101和0.719±0.090,检验统计量组间总变异,F=38.751,P<0.001;实验组Cbl-b蛋白表达显著降低.与空白组〔(74±6)pg/mL〕相比,实验组T细胞因子TNF-α分泌〔(157±26)pg/mL〕水平明显升高,P=0.001.转染72 h后,与空白组及阴性对照组T细胞相比,在15:1(P=0.046)、30:1(P=0.028)和60:1(P=0.003)的效靶比水平,转染T细胞杀瘤活性均明显增高.结论 利用UTMD技术介导shRNA转染能有效沉默Cbl-b基因表达,促进T细胞免疫活性,增强T细胞对小鼠4T1乳腺癌细胞的体外免疫杀伤效率.

目的:构建靶向阳离子微泡作为基因载体,增强超声靶向微泡破坏(UTMD)介导血管新生基因转染家兔心肌组织的效率,从而提高心肌梗死的疗效.方法:构建家兔心肌梗死模型,制备细胞间黏附分子(ICAM)1靶向阳离子微泡(TCMB)和非靶向普通阳离子微泡(CMB),以生理盐水为空白对照(Control),将家兔分为3组:TC-MB治疗组,CMB治疗组和Control组,在UTMD作用下分别介导血管生成素-1(Ang-1)基因转染家兔心肌组织,比较三组转染效率及心功能.结果:CMB与TCMB的粒径无明显差异[(2.9±1.9) μm vs (3.1±2.1) μm,P＞0.05],二者表面电位分别为(+31.3±3.9) mV和(+22.0±2.4) mV (P＜0.01),每千万个微泡的载基因量分别为(3.3±0.7)μg和(4.0±0.9) μg(P＜0.05).转染治疗后3d,TCMB组的Ang-1基因表达高于CMB组,CMB组高于Control组(均P＜0.05).与心梗后2d相比,转染治疗后28 d,Control组左室射血分数LVEF进一步减低[(44±10)％],而CMB组和TCMB组均有所改善,但以TCMB组显著[(59±7)％ vs (54±8)％,P＜0.05].结论:ICAM-1靶向阳离子微泡能增加载基因能力及靶向性,提高UTMD介导Ang-1基因转染的效率,改善兔缺血心肌功能.