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在基因治疗中,非病毒载体因为具有安全性高、免疫原性低等优点日益得到重视,而解决靶向性是非病毒载体的重要研究内容。最常用的有效策略是以抗体和配体修饰非病毒载体,即将特定的抗体分子或配体分子与载体连接形成偶联体,从而使DNA能靶向性地转到表达特定抗原或受体的细胞内。
本研究以PEI为基因载体,以癌细胞高表达的G250抗原作为靶点,将G250单克隆抗体(G250mAb)和PEI偶联,构建了 G250 靶向非病毒基因载体,并进行一系列靶向转染实验。在此基础上,采用聚乙二醇(PEG)对靶向载体进行进一步修饰,改善其表面特性,提高非病毒基因载体在体内的基因转染效率。
对小鼠腹腔注射杂交瘤细胞,制备腹水;通过辛酸-硫酸铵沉淀法和蛋白A 琼脂糖亲和层析柱的方法纯化 G250mAb,并经 SDS-PAGE 及免疫组织化学染色对抗体进行鉴定。G250mAb 与 PEI 或 PEG 修饰的PEI 偶联,偶联产物经过葡聚糖 G-75 纯化,分别得到 G250-PEI 和 PEG-PEI-G250。进行了凝胶阻滞、DNase I 酶解、激光光散射等实验。对表达 G250 抗原的肾癌细胞(Ketr-3)、宫颈癌细胞(Hela)和不表达 G250 抗原的肝癌细胞(HepG2)、肾癌细胞(ACHN)、血管平滑肌细胞(SMC)进行了基因转染实验。此外还检验了血清浓度对基因转染效率的影响。分别采用流式细胞仪和化学发光检测仪测定基因转染效率。
免疫组织化学染色结果表明纯化的G250mAb 具有结合活性,可以与表达G250 抗原的肿瘤细胞特异性结合。G250-PEI 和 PEG-PEI-G250 能够与 DNA 形成纳米复合物,粒径分布较窄。PEI、PEG-PEI 经过 G250mAb 修饰,显著提高了载体的生物相容性。G250-PEI 对 Hela 细胞的转染效率分别 19 倍于 SMC 和 2倍于HepG2。G250抗体对PEI修饰前后对Hela的转染效率提高1倍,而对SMC、HepG2的转染效率没有明显差别。这说明G250mAb 的修饰使 PEI 获得了基因转染的靶向性。当存在游离的G250mAb 时,G250-PEI 对 Hela 的转染效率由63.2±4.0%下降为4.0±1.0%。游离的G250mAb 对 G250-PEI 和 PEI 转染 SMC没有明显影响。这证明了基因载体的靶向性是通过 G250 抗原与抗体作用所介导的。血清对基因转染效率有一定影响,随着血清浓度的增加,转染效率也有所下降。但是,PEG和G250mAb修饰的PEI(PEG-PEI-G250)对于Hela细胞的转染效率仍显著高于其他细胞。
总之,G250mAb修饰PEI使PEI获得了对Hela基因转染的靶向性,PEG修饰提高了PEI在血清存在条件下的转基因效率,更加有利于体内基因治疗。