PAMAM树形分子纳米组装体系在基因递送载体中的应用

摘要

聚酰胺(PAMAM)树形分子作为纳米材料中重要的一员，它有着独特的物理化学性能，本文对PAMAM树形分子的纳米组装体系进行了深入的研究，并对PAMAM树形分子纳米组装体系的生物学应用进行了初步的探索，本研究的主要内容为： (1) 聚酰胺(PAMAM)树形分子的合成与表征。 (2) PAMAM树形分子与碳纳米管(CNT)组装体系的制备及表征。 (3) PAMAM树形分子与金纳米棒(GNR)组装体系的制备及表征。 利用核磁共振氢谱(1H NMR)、傅利叶转换红外光谱(FT-IR)、原子力显微镜(AMF)、高分辨透射电子显微镜分析(HR-TEM)等表征手段详细对PAMAM树形分子及其组装体系进行表征。 (4) PAMAM树形分子递送反义核酸抑制肿瘤效果研究。 (5) PAMAM-CNT络合物递送反义核酸抑制肿瘤效果研究。 (6) PAMAM-GNR组装体系递送小干涉RNA(siRNA)抑制肿瘤效果研究。 PAMAM树形分子纳米组装体系与反义核酸形成PAMAM-asODN络合物，与肿瘤细胞进行培养。琼脂糖凝胶电泳分析了核酸与纳米组装体系之间的相互作用，MTT法测量了肿瘤细胞生长的抑制率，RT-PCR检测了survivin基因的表达水平，Confocol显微镜表征核酸进入细胞的情况，透射电子显微镜观察纳米材料在细胞中的定位。 结果表明：核磁共振氢谱(1H NMR)、傅利叶转换红外光谱(FT-IR)证明了PAMAM树形分子被成功合成，表征了其结构与性质；AFM结果显示可见PAMAM-CNT、PAMAM-GNR结合紧密；TEM显微镜结果显示：PAMAM-CNT、PAMAM-GNR复合物均能高效转染特定基因进入细胞中，对细胞毒性很小；荧光显微镜照片及MTT法证实树形分子递送survivin反义核酸对细胞的增殖抑制率随培养时间、复合物浓度、树形分子代数的增加而增加，在浓度6.0μmol/L G4.0 PAMAM-asODN与细胞培养96h可使抑制率最高可达55％以上；用MTT法测量结果表明，与对照asODN组比，PAMAM-CNT-asODN对肿瘤细胞生长的抑制程度显著增强，而且随培养时间的延长、培养浓度的增加而增强；倒置显微镜观察PAMAM-GNR-siRNA对胃癌MGC80-3细胞抑制效果显著，与siRNA对照组相比，加入PAMAM-GNR-siRNA材料的细胞明显生长受抑制，部分出现凋亡现象。 由此可见，我们认为，树形分子修饰的碳纳米管，金纳米棒可能是一种安全、高效的基因递送系统，是高效的基因递送载体，在未来的肿瘤治疗中具有潜在的应用。