靶向性载体/基因复合物促进内皮细胞增殖

由于人工血管的表面缺乏活性内皮层,特别是小口径人工血管经常面临着长期通畅率低和再狭窄等难题,从而限制了其在临床上的应用。研究表明,通过基因复合物对内皮细胞转染可以在支架表面快速获得新生内皮层。近年来,基于靶向多肽修饰的基因载体为提高转染效率和降低载体毒性提供了有效的途径。本文详细介绍了目前用于基因转染的各种目的基因和基因载体,并以聚阳离子基因载体为基础,重点阐述了促进内皮细胞增殖的靶向性基因载体的研究进展,结合当前小口径人工血管研究进展,对采用基因转染方式实现其快速内皮化进行了分析和展望。     

具有NO原位催化能力和内皮细胞特异性粘附的小口径血管支架的制备和表征

人工合成的小口径血管支架亟需攻克抗凝血和快速内皮化两大难题。负载有机硒催化剂聚乙烯亚胺(SePEI)能够催化一氧化氮(NO)的原位生成,从而有效地抑制血栓形成。层粘连蛋白来源多肽Tyr-Ile-Gly-Ser-Arg(YIGSR)具有内皮细胞选择性粘附功能,负载到支架表面能够诱导内皮层的快速形成。本实验采用静电纺丝构建聚己内酯(PCL)支架,通过层层自组装构建Se PEI和透明质酸(HA)的双电层催化NO的生成;最外层的HA接枝有YIGSR多肽促进内皮化。考察和比较了材料修饰前后的物化性能。修饰过程对纤维形貌无明显影响,负载稳定性经过65d仍能保持在99%以上。材料经修饰后力学性能有所提高,能够满足作为血管支架的要求,为下一步细胞培养和体内实验打下基础。     

人工细胞外基质对血管内皮细胞生存的影响

通过物理吸附方法, 利用胶原、 聚赖氨酸和融合蛋白VEGF-Fc对聚苯乙烯培养板表面进行改性, 以研究细胞外基质材料对血管内皮细胞的影响. 结果表明, 3种蛋白显著提高了聚苯乙烯表面的亲水性. 内皮细胞的黏附、 增殖、 细胞骨架蛋白染色和血管性血友病因子(vWF)免疫染色实验结果表明, 胶原、 聚赖氨酸和VEGF-Fc基质均能有效提高血管内皮细胞的黏附, 其中胶原可与VEGF协同作用促进内皮细胞分化表型的表达; VEGF-Fc基质兼具了VEGF的生物学活性, 可促进内皮细胞的黏附和增殖以及vWF功能性蛋白的表达. 本研究为诱导材料表面内皮化和血管新生的生物活性材料的设计开发提供了新思路.     

活性氧响应的新型阳离子共聚物构建及其基因递送性能研究

引入快速、主动释放基因的机制是提升非病毒基因递送效率的关键. 本研究以2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)与(2-丙烯酰基)乙基(硼酸苄基)二乙基溴化铵(BD)为单体, 基于可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)反应制备具有活性氧响应性质的聚阳离子嵌段共聚物pM-pBD. 通过静电作用, 阳离子共聚物pM-pBD能够与带负电荷的DNA以分子自组装的方式形成纳米复合物. 其中, 阳离子pBD片段具有活性氧触发电荷反转的特性, 因此, 有助于获得活性氧触发的静电组装复合体结构解离, 从而实现可控基因释放的功能. 理化表征结果表明, pM-pBD与质粒DNA静电复合后能够形成粒径约为99.1 nm, ζ电位约为+13.8 mV, 显微形貌近似球形的纳米复合物. 在加入促过氧化氢产生的抗坏血酸后, 上述pM-pBD基因递送系统的转染效率得到了显著的提升. 因此, 本研究创制的pM-pBD为基因递送系统的可控释放提供了新的解决方案.     

阳离子聚合物基因转染载体的研究进展

安全有效的基因载体是实现基因治疗的必要条件,由于阳离子聚合物易于合成和改性,无免疫原性,可以方便地与DNA形成紧密的超分子复合物,保护DNA免受核酸酶的降解,并促进其进入细胞,从而成为非病毒基因载体中的一个重要类型;但阳离子聚合物基因载体,对细胞具有电荷相关的毒性,转染效率低于病毒载体,这成为限制其进入临床使用的瓶颈.本文从提高阳离子聚合物作为基因载体时的转染效率及降低其毒性方面综述了阳离子聚合物基因载体的研究进展,归纳了改善阳离子聚合物基因载体转染特性的八种方法,预测了阳离子聚合物基因载体的发展前景.     

含氟高分子基因载体

阳离子高分子被广泛应用为非病毒类基因载体,但这类高分子材料的转染效率与细胞毒性之间通常存在"恶性"关联,即获得高转染效率时往往会伴随严重的细胞毒性.如何制备兼具高效、低毒特点的高分子载体是成功实施基因治疗的关键.含氟高分子是一类具有独特理化性质的高分子,能够在低电荷密度条件下与核酸形成稳定的复合物,从而实现高效、低毒的基因转染.含氟功能基团可帮助阳离子高分子改善复合物稳定性、细胞内吞、内涵体逃逸、胞内核酸释放等多个环节,从而赋予了含氟高分子在基因递送过程中的氟效应.该专论系统地总结了含氟高分子基因载体的研究,介绍了含氟高分子的基因递送性能、作用机理以及在基因治疗、基因编辑中的应用,并对含氟高分子载体的未来发展进行了展望.     

基于枝化多肽的多功能药物递送系统用于肿瘤细胞核的精准靶向治疗

为了改善在肿瘤治疗过程中,药物载体靶向性差和药物靶点定位效率低等不足,设计了一种能精准靶向肿瘤细胞核,将药物高效递送至作用靶点的多功能纳米载药体系.利用具有细胞核定位能力的两亲性枝化多肽包载化疗药物阿霉素(DOX)形成载药纳米胶束DD,并通过静电作用将具有肿瘤靶向功能的透明质酸(HA)包覆在DD表面,得到具有靶向肿瘤细胞核能力的纳米药物HDD.HA的存在赋予了HDD对肿瘤的靶向功能和电荷屏蔽能力,可增加体系的稳定性,延长其血液循环时间,降低正常组织和细胞对HDD的非特异性摄取,实现其在肿瘤部位的特异性富集和肿瘤细胞的高效摄取.进入肿瘤细胞后,HA层的降解有利于纳米胶束DD在多肽的核定位作用下精准、快速地将DOX递送至细胞核,最终实现高效的肿瘤抑制效果.     

基于多肽的药物递送系统研究进展

药物递送系统是将药物输送到药物作用靶点的系统,理想的递送系统可以提高药物作用效果并降低给药剂量和毒副作用.本文综述了药物递送系统中的多肽类药物递送系统的研究进展.多肽具有易合成、易代谢、免疫原性低、毒副作用低等优点,多肽支链上大量的官能团可以和药物偶联,是药物递送系统的重要发展方向.本文从靶向肽、穿透肽、响应肽和组装肽四个方面介绍了多肽药物递送系统的原理和实例.组装肽可以形成纳米结构,显著提升多肽药物递送系统的稳定性,可以实现长效释放.组装肽体内原位调控进一步增加了多肽药物递送系统的智能型、精准性,展现出巨大的转化潜力.     

含悬挂羧基手臂聚乳酸材料的内皮细胞黏附及其细胞活性

为了考察内皮化材料表面的细胞活性, 在前期工作的基础上, 分别在聚乳酸(PLA)、乳酸-苹果酸共聚物(PLMA), 以及含悬挂羟基或羧基的乳酸-苹果酸共聚物膜(PLMAHE,PLMACA)表面种植人脐静脉内皮细胞(HUVEC), 成功地制备了内皮化表面. 通过测定内皮化材料表面内皮细胞释放的内皮型一氧化氮合酶(eNOS)以及一氧化氮的释放量, 间接考察了内皮细胞的抗凝血活性; 另外, 通过内皮化表面的血小板黏附实验, 直接观察了血小板在内皮细胞上的黏附情况. 实验结果表明, 含羧基材料表面的内皮细胞活性比PLA和PLMAHE的高; 相对其它材料PLMACA能更有效地保留黏附于其表面内皮细胞的活性, 其单位内皮细胞的eNOS以及NO的释放量分别为(41.8±8.1) μmol/104 cells和(0.76±0.16) U/104 cells. 电镜照片(SEM)显示, 各种材料表面的内皮细胞均能有效地减少血小板的黏附与聚集; 在内皮细胞脱落的区域, PLMACA仍能较好地实现其抑制血小板黏附的功能, 有望成为新型血管修复(替代)材料.     

MALDI-TOF-MS法对重组人内皮抑素蛋白分子质量测定

肿瘤的生长依赖于血管的生成,新生血管不仅为肿瘤生长提供必需的营养物质,而且为肿瘤细胞扩散提供了重要的途径。1997年哈佛大学的O'Reilly等发现了一种内源性新血管生成抑制因子内皮抑素(Endoscatin),显示出特异抑制激活的血管内皮细胞增殖和肿瘤新血管生成的生物学活性,其抗肿瘤作用具有高效、低毒、无耐药性的优点。目前,内皮抑素的研究引起了国内外广泛的兴趣,在美国已进行以安全性为目的的I期临床实验,国内也有多家公司对内皮抑素进行了抗肿瘤研究并申报一类新药。内皮抑素有望成为医治肿瘤而又没有化疗和放疗的毒副作用的一种新的治疗方法,但是否能作为药物应用于临床,尚需对内皮抑素的结构特点及抑制肿瘤和内皮细胞的作用机制等方面进行许多深入的研究。     

脂质纳米颗粒的制备及在基因治疗中的应用

基因治疗已经成为人类治疗疾病的一种重要手段.然而,为了将基因药物用于临床,需要更加复杂的递送系统.脂质纳米颗粒(LNPs)系统是目前领先的非病毒递送系统,在治疗诊断学方面取得了许多令人鼓舞的进展,其具有实现基因药物临床治疗应用的潜力.由于LNPs纳米尺寸的优势及类脂化合物的生物相容性和生物降解性,LNPs能够克服阻碍基...     

基于聚乙二醇和不同多肽构建的生物涂层及其内皮细胞选择性研究

利用自由基聚合反应将甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PEGMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的二元共聚物接枝在基材表面,并通过开环反应分别固定精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)、精氨酸-谷氨酸-天冬氨酸-缬氨酸(REDV)和酪氨酸-异亮氨酸-甘氨酸-丝氨酸-精氨酸(YIGSR)3种可特异性黏附内皮细胞的多肽.通过核磁共振检测合成的聚合物分子结构,并进一步通过X射线光电子能谱(XPS))以及原子力显微镜(AFM)的测试结果证明聚合物成功接枝在基材表面.利用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)对表面固定的3种多肽进行了定量表征.体外内皮细胞和平滑肌细胞黏附结果表明,3种不同多肽修饰的共聚物表面均能够有效阻抗平滑肌细胞的黏附,同时不同程度地促进内皮细胞的黏附,从而实现了基材表面内皮细胞的选择性黏附.其中与RGD和YIGSR多肽修饰的表面相比,REDV多肽修饰的表面呈现出更优异的内皮细胞选择性.这种具有内皮细胞特异选择性的界面在心血管支架涂层原位内皮化方面具有良好的应用前景.     

基于靶向调控肿瘤微环境的多肽纳米药物系统研究进展

肿瘤微环境在肿瘤的发生、发展和转移过程中起着至关重要的作用,因此靶向调控微环境为发展肿瘤精准治疗的新策略提供了机遇。纳米技术的快速发展为传统药物的增效减毒提供了契机,已有一系列纳米药物用于肿瘤临床治疗。近年来,分子自组装领域的快速发展为智能纳米药物的研发提供了新机遇。多肽作为生物相容性高、序列可设计、易修饰、功能多样化的生物分子,可组装构建结构多样和功能集成的纳米药物系统。本文综述了利用多肽自组装超分子体系实现药物对肿瘤微环境的响应释放和高效递送,并对其通过调控微环境中的血管、成纤维细胞和胞外基质等组分,改变肿瘤赖以生存的"土壤",并与抗肿瘤细胞治疗有机结合的最新进展进行了介绍。针对肿瘤异质性和复杂性的难题,构建表/界面性质可控的纳米药物系统,发展基于肿瘤微环境调控与联合治疗的肿瘤综合治疗方案,将是未来重要的发展方向之一。     

基于多肽的纳米药物递送系统的研究

构建纳米药物递送系统改善药物的理化性质和生物学性质已经成为现代药物设计研究的热点和重要方向。其中,多肽作为新兴的纳米药物的构筑基元具有良好生物相容性、自组装性与化学可变性等性质,激起了广泛的研究兴趣,为构建新型纳米递送系统提供了崭新的研究方向。本文阐述了自组装多肽在疏水作用、氢键、静电作用、π-π堆积等非共价作用力的综合作用下构建胶束、囊泡、球、纤维等不同形貌的纳米材料;进一步介绍了多肽药物结合物的基本概念以及高载药量、高生物利用度的优势,总结了近年来基于功能性多肽构建纳米药物递送系统的研究;重点介绍了近五年来报道的具有自组装性、增强溶解性、长效性、靶向性、刺激响应性、细胞跨膜性等多种功能的智能多肽纳米药物递送系统。     

用于基因和药物传递的多肽及聚多肽材料

多肽和聚多肽作为一类新型的生物医用材料,由于其具有良好的生物活性、生物可降解性以及生物相容性而备受瞩目.将具有特殊生理功能的多肽作为基因或药物载体、或用于药物修饰等,可以提高基因转染效率,增强药物的靶向治疗效果,降低药物的毒副作用.本文综述了近年来多肽及聚多肽材料在这些生物医学领域的应用及进展,对部分活性肽的作用机制和...     

多肽聚合物合成新方法及生物医学应用

多肽聚合物是以多肽为主链的合成聚合物,由于其固有的生物相容性和生物降解性,在生物医学领域展现出广阔的应用前景,然而多肽聚合物的高效、快速、简便合成仍然具有很大挑战。近年来随着合成化学的快速发展,基于α-氨基酸的N-羧基环内酸酐(NCA)开环聚合法制备多肽聚合物取得了突破性进展,合成了大量基于多肽聚合物的新型材料。本文首先介绍了NCA单体的合成机理及最新改进,然后重点介绍了近年来新发展的NCA开环聚合快速、高效制备多肽聚合物的不同引发或催化体系,最后简要介绍了多肽聚合物在抗菌剂、药物递送及组织工程等领域的应用,并提出了多肽聚合物材料在生物医学领域应用所面临的挑战。     

重组内皮抑素的性质表征与生物活性分析

通过SDS—PAGE电泳、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱、高效液相色谱、地高辛方法、蛋白印迹方法、鸡胚尿囊膜血管生成抑制实验和透射电子显微镜法对重组内皮抑素进行纯度分析、鉴定和生物活性研究。重组内皮抑素纯度达到99％，能够抑制鸡胚尿囊膜新血管生成和人脐静脉内皮细胞ECV304增殖，引发内皮细胞的凋亡。     

基因重组可溶性非融合血管生成抑制剂Kringle 5的色谱分离和纯化

Kringle 5是血纤维蛋白溶酶原中特异抑制内皮细胞增生和迁移活性最高的一种血管生成抑制剂。该实验在前期成功克隆和表达可溶性非融合血管生成抑制剂Kringle 5的基础上,建立了一种两步色谱法分离纯化Kringle 5的方法。首先用SP Sepharose Fast Flow强阳离子交换色谱柱对Kringle 5重组菌体破碎上清液进行初步分离,然后再用丙烯葡聚糖凝胶S-100 HR凝胶排阻色谱柱对其进行进一步的纯化。采用本方法得到的可溶性非融合血管生成抑制剂Kringle 5经十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳和高效凝胶排阻色谱检测其纯度大于98%,通过鸡胚尿囊膜法确定这种蛋白质具有抑制内皮毛细血管生长的活性。     

交联型聚乙烯亚胺智能基因载体的制备及PEG化影响

使用胱胺双丙烯酰胺(CBA)对低分子量聚乙烯亚胺(PEI)进行交联反应制备智能降解型聚阳离子基因载体.通过与聚乙二醇(PEG)反应得到不同程度PEG化的聚阳离子载体.利用核磁、黏度测试、粒度仪、zeta电位仪和凝胶电泳对聚阳离子载体及其与DNA的复合物进行了表征.研究表明随着PEG含量的增加,聚阳离子载体/DNA复合物颗粒粒径变小、表面正电荷降低,PEG具有明显的屏蔽作用,但过多的PEG也使载体与DNA复合能力下降.通过MTT细胞毒性测试和荧光素酶质粒转染实验得出,含二硫键的交联型阳离子聚合物在测试范围内显示了非常低的细胞毒性,最佳转染效率是PEI25k的4倍,PEG化后其细胞毒性得到进一步改善,转染效率却明显降低.     

多功能磁性纳米粒的合成、修饰及生物医学应用

多功能磁性纳米粒由于其独特的性质而受到广泛的关注。磁性纳米粒可以与荧光探针、生物靶向分子或抗肿瘤药物等相结合实现磁性纳米粒的多功能化,因此在多模式成像、癌症的靶向诊断与治疗中有较好的应用前景。本文介绍了磁性纳米粒的合成以及多功能磁性纳米粒的构建方法,重点介绍了核壳型、哑铃型和组合杂化型三种不同类型多功能磁性纳米粒的合成方法。多功能磁性纳米粒通常具有粒径小、超顺磁性以及荧光等独特性质,在此基础上对纳米粒表面进行稳定化和靶向性修饰后即可在多模式成像、特异性靶向药物输送、基因转染等生物医学领域得到应用。最后指出了当前研究中需要解决的问题。