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研究背景:当下,如何改善siRNA药物在人体内的稳定性、提高它的靶向性,如何促进其通过细胞内吞作用被靶细胞摄取,如何开发siRNA的局部给药方式,克服全身给药带来的siRNA用量大效率低等问题,成为siRNA给药领域里一个个急待克服的难题。目的:制备一种能有效装载和保护siRNA药物的壳聚糖-siRNA-透明质酸(CHS-siRNA-HA)多层薄膜非病毒载体,探究该药物载体薄膜在溶液中的稳定性,并对其基因沉默效应做出评价。方法:利用层层自组装(Layer-by-layer self-assembly, LBL)技术,制备了CHS-siRNA-HA多层薄膜。通过UV-vis吸光度法,对组装过程中条件的优化、siRNA在薄膜上的生长过程,以及多层薄膜中的siRNA在不同缓释液中(NaCl溶液、PBS溶液和纯水溶液)的释放情况,分别进行了分析验证。用FTIR光谱法和13C-NMR波谱法,对CHS-siRNA-HA多层薄膜的组装过程从分子结构的角度进行了表征,对多层薄膜中高分子多聚物结合的作用机理,进行了初步探讨。用原子力显微镜(AFM)观察薄膜表面的形貌特征。结合UV-vis吸光度法和聚丙烯酰氨凝胶电泳(PAGE),对薄膜在缓释液中的稳定性和siRNA序列的完整性,进行了评价。结合结合荧光图像和流式细胞术,采用直接与细胞接触的方式,对该siRNA载体薄膜的王IEK 293T细胞转染效应,进行了检测和评价。结果:(1) UV-vis法证明:第一、CHS-siRNA-HA多层薄膜在260nm处有很强的吸收峰,而且随着含siRNA的组装层数增加,在260 nm的吸光度值越大,由此验证了siRNA在CHS-siRNA-HA多层薄膜上的生长过程;第二,CHS-siRNA-HA多层薄膜的制备过程,与组装基底(石英片)的是否干燥和高分子多聚物溶液的是否过滤密切相关,基底不干燥和对溶液过滤处理,都会减少多层薄膜上siRNA的吸附量大小;第三,盐离子浓度是影响本实验中LBL制备的CHS-HA-siRNA多层薄膜崩解的重要因素,且盐离子浓度小于1M时,多层薄膜崩解程度随盐离子浓度增加而增加。过低或者过高的盐离子浓度对促进薄膜的崩解没有优势;第四,该siRNA载体薄膜在盐离子1 M NaCl溶液中释放效果最好,在pH 7.4的PBS缓冲液中次之,在纯水中稳定性最好。(2) FTIR光谱法和13C-NMR波谱法则证明:CHS分子在氨基部位(-NH2)有交联产生,另外HA的羟基(-OH)也参与了反应过程,除了有静电相互作用,可能还有其他的氢键相互作用。AFM测试结果表明,所有的薄膜的表面都不平整,加了siRNA以后,其薄膜表面整体上呈现明显突起的山丘状,另外产生了一些粒径较小的颗粒状物质。(3) UV-vis法,结合聚丙烯酰氨凝胶电泳(PAGE)实验,则证明了CHS-siRNA-HA多层组装薄膜在1 M NaCl溶液中孵育大约6天经后,siRNA几乎完全从膜上崩解脱落,但是缓释液中没有游离的裸siRNA出现,较好的验证了(CHS/HA)4(CHS/HA-siRNA)9多层薄膜释放出siRNA的稳定性;而孵育10 d后得到的缓释液,与HA-siRNA混合溶液,在相同位置出现了单一条带,由此则较好的验证了(CHS/HA)4(CHS/HA-siRNA)9多层薄膜释放出siRNA序列的完整性。(4) OLYMPUS荧光显微镜图像和BD FACSCALIBUR流式细胞仪统计结果均显示,第一,阳性对照组2-eGFP-siRNA(组装2层eGFP-siRNA的膜)和7-eGFP-siRNA(组装7层eGFP-siRNA的膜),均发生了明显的沉默绿色荧光蛋白的效应,说明我们的eGFP-siRNA从薄膜中释放出来了,并发挥了其基因沉默效应;第二,随着细胞HEK 293T转染过程的时间累积(1-3 d),2-eGFP-siRNA组的沉默绿色荧光蛋白基因的效果更明显,说明基因沉默效应与细胞转染时间有关;第三,在细胞培养2d的转染时间,7-eGFP-siRNA组的沉默绿色荧光蛋白基因的能力强于2-eGFP-siRNA组,说明基因沉默效应与组装的eGFP-siRNA层数多少有关。结论:成功构建了一种非病毒siRNA递送载体系统,为未来实现siRNA局部给药开辟了一条可行的途径。