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効率的な結腸癌遺伝子治療のためのカチオン性ミセルベースのsiRNA送達

要約

低分子干渉RNA(siRNA)ベースの遺伝子治療は、がん治療の代替戦略を提供しています。遺伝子治療プロセスの重要な要素の1つは、デリバリーシステムです。新規の非ウイルス遺伝子ベクターとして、mPEG-PCLミセルをカチオン性DOTAP脂質で修飾することにより調製されたDMPが調製され、プラスミドDNAベースの結腸癌遺伝子治療研究に首尾よく適用されました。ただし、siRNAデリバリーにおけるその可能性は不明です。この研究では、DMPの調製プロセスが最適化され、DMP / siMcl1およびDMP / siBcl-xl複合体の抗癌効果がマウス結腸癌モデルで研究されました。私たちの結果は、DMPカチオン性ミセル送達siRNAがinvitroでC26結腸癌細胞の増殖を効果的に阻害できることを示しました 一方、DMP / siMcl1およびDMP / siBcl-xl複合体の腫瘍内投与は、invivoで皮下腫瘍モデルを明らかに抑制しました。これらの結果は、DMP / siRNA複合体が癌遺伝子治療の潜在的な候補であることを示唆しています。

はじめに

癌は世界の主要な公衆衛生問題です。結腸がんは一般的な悪性腫瘍であり、世界中で毎年100万人以上が罹患しています[1]。固形腫瘍や血液腫瘍を治療する方法として遺伝子治療が適用されています[2、3]。癌遺伝子治療の鍵は、安全で効果的な遺伝子送達システムに依存しています[4、5]。カチオン性脂質、脂質ナノエマルジョン、固体脂質ナノ粒子、およびポリマーベースのベクターを含む非ウイルスベクターは、遺伝子送達における潜在的な利点について、ウイルスベクターよりも注目を集めています。より良い生体適合性[6、7]。ナノテクノロジーは、生体適合性、生分解性、安全性およびターゲティング能力などの利点を備えた非ウイルスベクターの研究のための新しい手段を提供します[2、8]。その中で、高い正電荷を持つ多数のナノ粒子担体は、電荷効果によって陰イオン性核酸薬と結合することができ、遺伝子治療における広く明るい応用の見通しを示しています[9、10]。

生分解性と生体適合性を備えたポリマー共重合体の一種として、PEG / PCL共重合体はドラッグデリバリーシステムで有望な用途を示しています[11、12、13]。 MPEG-PCLミセルに基づいて、両親媒性DOTAPを使用してMPEG-PCLコポリマーをワンステップで修飾し、カチオン性自己組織化DOTAPおよびMPEG-PCLハイブリッドミセル(DMP)を作成しました[14、15、16、17]。これらのミセルは、優れた安定性と安全性を備えた化学薬品や遺伝子医薬品の送達において有望な見通しを示しています。たとえば、DMPは、結腸癌治療のためにsurvivinT34A自殺遺伝子とクルクミンを送達するために利用されてきました[14、18]。しかし、以前の研究はプラスミドDNAの伝達に限定されており、遺伝子治療におけるDMPミセルの適用を制限する他の形態の遺伝子治療のためのDMPミセルの送達に関する報告はこれまでありませんでした。

siRNAに基づく遺伝子干渉も、プラスミドDNAの治療遺伝子以外の遺伝子治療の重要な部分です。遺伝子薬物の必須メンバーとして、siRNAは二本鎖RNAの小分子です。 siRNA抗がん剤は、内因性RNAiメカニズムを利用して癌遺伝子の発現を抑制します。安定性の向上やサイレンシング効果などの重要な利点により、siRNAは癌治療アプリケーションに発展する可能性があります[19]。プラスミドDNAの高分子量と比較して、siRNAはトランスフェクション効率が高く、遺伝子治療の特定の遺伝子ターゲティングポイントに特に適しています。したがって、それは遺伝子治療のための良い選択かもしれません。現在、シクロデキストリンカチオンポリポリマーナノ粒子に基づくCALAA-01や脂質に基づくALN-TTR02など、非ウイルスベクターに基づく複数のsiRNA治療薬が臨床試験でテストされています[2]。ただし、新しいsiRNAターゲティングポイントを開発し、siRNAの安全で効果的かつ高特異的なデリバリーキャリアを探すには、siRNAに基づく遺伝子治療が依然として必要です。

この研究では、DMPミセルを使用してsiRNAを送達し、DMPミセルがsiRNAを送達する効率と安全性を研究することを試みました。 Bcl-xlsiRNAとMcl1siRNAを治療標的として使用し、invitroおよびinvivoで結腸癌を治療するためのそれらの抗腫瘍効果を検索しました。 Bcl-xl遺伝子とMcl1遺伝子は、抗アポトーシス遺伝子のBcl-2ファミリーのメンバーであり、アポトーシスの阻害に重要な役割を果たしました[20、21]。合成DMPミセルはBcl-xlsiRNAとMcl1siRNAを効果的かつ安全に送達できると推測されます。 Bcl-xlsiRNAおよびMcl1siRNAは、Bcl-xl遺伝子およびMcl1遺伝子の発現を阻害し、C26細胞のアポトーシスを誘導し、C26細胞の増殖を阻害する治療効果を達成します。

材料と方法

資料

N- [1-(2,3-ジオレオイルオキシ)プロピル] -N、N、N-トリメチルアンモニウムメチルサルフェート(DOTAP)は、Avanti Polar Lipids(Alabaster、AL、USA)から購入しました。設計分子量4000のMPEG-PCLジブロックコポリマーは、以前の報告[22]に従って合成されました。 MPEG-PCL共重合体のMnは4050でした。ダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)および3-(4,5-ジメチルチアゾール-2-イル)-2,5-ジフェニルテトラゾリウムブロミド(MTT)は、Sigma-Aldrich(USA)から入手しました。 )そしてさらに精製することなく使用されます。ジクロロメタンおよびその他の有機溶媒は、ChengDu Kelang Chemical Co.、Ltd。(Chengdu、P。R. China)から購入しました。 C26(マウス結腸腺癌)細胞および293 T(HEK 293 T / 17)細胞は、American Type Culture Collection(Manassas、VA、USA)から購入しました。細胞は、10%ウシ胎児血清を添加したDMEMで培養し、5%CO 2 とともに37℃で培養しました。 -加湿された空気の雰囲気。

DMPミセルの準備

より良いDMP調製プロセスを選択するために、DMPミセルを3つの有機溶媒で調製し、各溶媒に3つの異なる投与量のDOTAPを使用しました。溶媒に関しては、ジクロロメタン、クロロホルム、酢酸エチルを選択して研究し、DOTAPの投与量には5 mg、10 mg、20mgが含まれていました。 DOTAPとMPEG-PCLを有機溶媒に共溶解し、真空ポンプで蒸発させて乾燥膜を形成しました。続いて、乾燥したフィルムを蒸留水で再水和した。最後に、調製したDMPミセルを4℃で保存しました。

DMPミセルの特性評価

DMPミセルの粒子サイズとゼータ電位は、ゼータサイザーNano ZS(Malvern Instruments、Worcestershire、UK)によって決定され、測定プロセス中は25°Cに保たれました。すべての結果は、3回の実行の平均でした。 DMPミセルの安定性を定性的に評価しました。 DMPミセルの凝集体を肉眼で調べた。沈殿物の存在はDMPミセルの不安定性を示し、均一に透明な溶液は安定性を示唆しています。

ジェルリターディング

DMPで送達されたScramblesiRNA(DMP / Scramble siRNA)を2μLのローディングバッファーと混合し、1%アガロースゲルにロードし、140Vで10分間の電気泳動によって分離しました。 0.2μgのScramblesiRNAを1、2、3、4、5、および6μgのDMPミセルと組み合わせました。ゲルをゴールドビューアーで染色し、ScramblesiRNAに対応するバンドをUV光で可視化しました。

DMPミセルの細胞毒性

293T細胞およびC26細胞に対するDMPミセルの細胞毒性をMTT法で評価しました。簡単に説明すると、293T細胞とC26細胞を1.2×10 3 の密度でプレーティングしました。 96ウェルプレートに10%FBS(ウシ胎児血清)を含む100μLのDMEM培地でウェルあたりの細胞数を増やし、24時間培養しました。次に、細胞を一連のDMPミセルまたはPEI25Kにさまざまな濃度で72時間曝露しました。細胞の生存率は、MTTアッセイを使用して測定されました。結果は6回のテスト実行の平均でした。

invitroトランスフェクション

トランスフェクションの24時間前に、C26細胞を5×10 4 の密度で24ウェルプレートに播種しました。 10%FBS(ウシ胎児血清)を含む0.5mLのDMEM培地でウェルあたりの細胞数。トランスフェクション時に、各ウェルの培地を、0%、10%、20%、30%のFBS、DMPで送達されるFAM(Carboxyfluorescein)siRNA(DMP / FAM siRNA)およびPEI-を含む0.5mLの培地に交換しました。無血清培地に1μgのsiRNAを含む送達​​されたFAMsiRNA(PEI / FAM siRNA)を各ウェルにピペットで入れ、DMP / FAMsiRNAとPEI25K / FAM siRNAの質量比は30:1と2:1でした。 24時間後、移入した細胞を顕微鏡で観察し、フローサイトメトリー(Epics Elite ESP、USA)でルシフェラーゼ活性を測定しました。

インビボ 遺伝子サイレンシング

siRNAを標的とするマウスBcl-xl、Mcl1-1、Scramble siRNA、およびFAM標識ネガティブコントロールsiRNAは、GenePharma Co.、Ltd(Shanghai、P。R. China)から、保護されていない、脱塩された、アニーリングされた形で購入しました。

Bcl-xl mRNAのレベルを決定するために、TRIzol™試薬(Thermo Fisher Scientific、USA)を使用してC26細胞から全RNAを抽出し、SuperScript II逆転写酵素アッセイ(Invitrogen)を使用して個々のcDNAを合成しました。リアルタイム定量PCRは、SYBRGreenER定量PCRSuperMix Universalキット(Invitrogen)を使用して実行されました。 PCRプライマーは、TSINGKE Biological Technology(Chengdu、P。R. China)によって合成されました。

抗増殖研究

C26細胞に対するDMP / siBcl-xlおよびDMP / siMcl1の抗増殖能力をMTT法で評価した。簡単に説明すると、C26細胞を1.2×10 3 の密度でプレーティングしました。 96ウェルプレートに10%FBSを含む100μLのDMEMでウェルあたりの細胞数を増やし、24時間培養しました。次に、細胞を一連のDMP / siBcl-xlおよびDMP / siMcl1に異なる濃度で72時間曝露しました。細胞の生存率は、MTT法を使用して測定されました。結果は6回のテスト実行の平均でした。

クローン形成研究

C26細胞を10 3 の密度で6ウェルプレートに播種しました 10%FBSを含む2mLのDMEM培地でウェルあたりの細胞数。 24時間後、細胞を一連のDMPミセルまたはDMP /スクランブルsiRNAとDMP / siBcl-xlおよびDMP / siMcl1に異なる濃度で曝露しました。細胞が肉眼の目に見えるクローンに成長したとき、培養を終了し、その後、すすぎ、固定、および染色を行った。クローンの数を直接カウントし、阻害率を計算しました。

インビトロ アポトーシス研究

細胞アポトーシスは、アネキシンV-フルオレセインイソチオシアネート(FITC)およびヨウ化プロピジウム染色によって観察されました。簡単に説明すると、C26細胞を6ウェルプレートに播種し、一連のDMPミセル、DMP /スクランブルsiRNA、DMP / siBcl-xl、およびDMP / siMcl1に72時間曝露しました。次に、細胞をアネキシンV-FITCおよびヨウ化プロピジウム染色に供しました。

InVivo腫瘍異種移植研究

6〜8週齢のBALB / cマウスに5×10 6 を接種しました。 右脇腹のC26細胞。腫瘍体積が100mmに達したため、10μgのsiRNAに相当するDMP / siRNA複合体を1日おきに5回の治療で腫瘍内に注入しました 3 。同量の生理食塩水またはDMPを投与されたマウスを対照群とみなした。すべての動物を犠牲にするまで、腫瘍の大きさを測定し、動物の体重を2日ごとに監視しました。腫瘍体積は(1/2×長さ×幅[2])として計算されました。

組織学的分析

切除した組織を4%中性緩衝ホルマリン溶液で24時間以上固定し、パラフィンに包埋しました。組織の切片(3–5μm)をヘマトキシリンとエオシンで染色しました。この分析はメーカーのプロトコルに従って実行され、サンプルは蛍光顕微鏡(×400)で検査されました。

市販のTUNELキット(Promega、ウィスコンシン州マディソン)を使用して、C26マウス黒色腫異種移植腫瘍組織のアポトーシス効果を分析しました。この分析は、製造元のプロトコルに従って実行されました。

統計分析

データは平均値±SDとして表された。統計分析は、SPSSソフトウェアを使用した一元配置分散分析(ANOVA)で実行されました。すべての結果について、 P ≤0.05は統計的に有意であると見なされました。

結果

準備プロセスの調査

siRNAを送達するための効果的なトランスフェクション効率と低い細胞毒性を得るために、表1に示すようにDMPミセルのさまざまな調製プロセスを研究しました。 10分以内でした。また、ジクロロメタンとクロロホルムで調製したDMPミセルはどちらも優れた安定性を示し、20 mgのDOTAPを含むクロロホルムで調製したDMPを除いて、96時間にわたって安定性を維持できました。さらに重要なことに、それらは適切なサイズ、ゼータ電位、およびPDIも持っていました。しかし、初期トランスフェクション効率を比較すると、ジクロロメタンで調製したDMPミセルのトランスフェクション効率は、クロロホルムで調製したDMPミセルのトランスフェクション効率よりも高かった。そこで、DMPミセルを調製するためにジクロロメタンを選択しました。

<図>

DOTAPの3つの投与量で調製されたDMPミセルは、サイズ、ゼータ電位、およびPDIに明らかな違いはありませんでしたが、DOTAPの20 mgの投与量で調製されたDMPミセルは、DOTAPの3つの投与量で最高のトランスフェクション効率を示しました。上記の比較により、DOTAPとMPEG-PCLに基づく調製プロセス(図1a)を選択し、優れた安定性と高いトランスフェクション効率を備えたDMPミセルを調製しました。 DMPミセルの調製スキームを図1bに示します。

a DOTAPおよびMPEG-PCLの分子構造。 b DMPミセルの調製スキーム。 c DMPミセルのサイズ分布スペクトル。 d DMPミセルのゼータ電位スペクトル。 e siRNAリターディングアッセイ。 f 293T細胞に対するDMPミセルの細胞毒性。 g C26細胞に対するDMPミセルの細胞毒性

DMPミセルの特性評価

図1cに示すように、粒子サイズ分布スペクトルは、DMPミセルがナノサイズ(PDI =0.315)で平均粒子サイズが144.8 nmであることを示しており、粒子サイズ分布が非常に狭いことを示しています。 DMPのゼータ電位スペクトルを図1dに示し、ゼータ電位は46.4mVでした。 DMPミセルの安定性を定性的に評価しました。

DMPとsiRNAの結合能を評価するために、ゲル遅延アッセイを実施し、その結果を図1eに示しました。 DMPとsiRNAの質量比が≥30の場合、スクランブルsiRNAの完全な遅延が達成されました。陰イオン性スクランブルsiRNAは静電相互作用によりDMPの表面に吸収され、DMP / siRNA複合体を形成しました。

C26細胞および293T細胞に対するDMPミセルの細胞毒性をMTT法で評価しました。図1fおよびgに示すように、PEI25Kは293T細胞に対して高い毒性を示し、IC 50 0.83μg/ mL。ただし、DMPミセルは毒性がはるかに低く、IC 50 DMPの量は3.7μg/ mLでした。 IC 50 DMPミセルの量はC26細胞で0.497mg / mLでした。しかし、PEI25Kは、IC 50 で、非常に大きな毒性を示しました。 <0.1μg。したがって、DMPミセルはPEI25Kよりも細胞毒性が低く、C26細胞にsiRNAを安全に送達するために使用できます。

インビトロ トランスフェクション

生物物理学的特性評価に加えて、DMPミセルのトランスフェクション効率をPEI25K(「ゴールドスタンダード」トランスフェクション剤)のトランスフェクション効率と invitro で比較しました。 。図2に示すように、0%、10%、20%、および30%のFBSトランスフェクションを含む培地では、DMPミセルのトランスフェクション効率は85.47±1.01%、81.57±2.04%、75.29±1.20%、および71.64±でした。 1.59%、PEIのトランスフェクション効率は86.38±2.92%でした。血清群と非血清群のトランスフェクション効率にほとんど差はありませんでした。また、血清群と非血清群のトランスフェクション効率は、PEIのトランスフェクション効率と同様でした。さらに、図2aの写真は、FAMベースのレポーター遺伝子によるDMPミセルのトランスフェクション能力を直接観察したものです。写真から、PEIグループのセラー形態はDMPグループと比較して変化しており、PEIの細胞毒性は高く、DMPミセルの細胞毒性は低いことが証明されました。

DMPミセルのトランスフェクション効率。 a トランスフェクトされたC26細胞の写真( b c )フローサイトメトリーでカウントした、0%、10%、20%、30%のFBSとPEI25Kを含む培地でのDMPミセルのトランスフェクション効率

抗がん作用 invitro

遺伝子治療の過程で、siRNAは重要な役割を果たします。したがって、Bcl-xlを標的とするsiRNAとMcl1を標的とするsiRNAを設計して、それらの抗癌活性を研究しました。 Bcl-xlsiRNAとMcl1siRNAの干渉能力を評価するために、qPCRによってBcl-xlsiRNAとMcl1siRNAの干渉能力を確認しました。私たちの結果(図3)によると、DMP / siMcl1グループのmRNAレベルはコントロールグループのmRNAレベルよりも低かった(図3a)。また、DMP / siBcl-xlグループのmRNAレベルは、コントロールグループのmRNAレベルよりも低かった(図3b)。 DMP / siBcl-xlおよびDMP / siMCL1が関連するmRNAレベルを効率的に低下させることが十分に実証されています。

a Bcl-xlのmRNAレベルはDMP / siMcl1によって明らかに減少しました。 b Mcl1のmRNAレベルは明らかにDMP / siBcl-xlによって減少しました。 c 異なる濃度でのDMP / siBcl-xlまたはDMP / siMcl1での処理後のクローン形成の写真。 d 異なる濃度のsiRNAのDMP / siBcl-xlで処理した後のクローンの数。 e invitroでのC26細胞に対する50nMおよび100nM濃度のsiRNAを用いたDMP / siBcl-xlおよびDMP / siMcl1の抗癌能力。 f 異なる濃度のsiMcl1のDMP / siMcl1で処理した後のクローン形成の阻害率。 g 異なる濃度のsiBcl-xlのDMP / siBcl-xlで処理した後のクローン形成の阻害率

さらに、DMPミセルを使用してsiRNAをC26細胞に送達し、DMP / siBcl-xlおよびDMP / siMcl1がC26細胞の増殖を阻害できることを研究しました。 C26細胞の生存率はMTT法によって決定されました。結果は、DMP / siBcl-xl(50nMおよび100nM)の細胞生存率が69.6%±3.3%および56.3%±1.9%であり、DMP / siMcl1(50nMおよび100nM)の細胞生存率が82.8であることを示しました。 %±3.1%および56.3%±3.2%(図3e)。

DMP / siBcl-xlおよびDMP / siMcl1の抗癌活性をさらに研究するために、クローン形成アッセイを実施しました。図3cおよびdでは、対照群と比較して、DMP / siBcl-xlおよびDMP / siMcl1(50nMおよび100nM)のクローン数が少ないことが明らかに示されました。これらの結果は、DMP / siBcl-xlおよびDMP / siMcl1がC26細胞に対して明らかな抗増殖効果を有することを示唆しました。したがって、MTTアッセイの結果を組み合わせると、結果は、DMP / siBcl-xlおよびDMP / siMcl1がC26細胞の増殖を阻害し、C26細胞に対して顕著な抗癌活性を示す可能性があることを示しました。

DMP / siBcl-xl-およびDMP / siMcl1によって誘導される増殖能力の喪失およびDMPミセルの細胞生存率がアポトーシスの誘導と関連しているかどうかを判断するために、アポトーシス細胞の数をフローサイトメトリーによって評価しました。図3fに示すように、DMP / siMcl1群のアポトーシス率は37.9%±4.7%であり、対照群、DMP群、DMP /スクランブルsiRNA群よりも高かった。図3gに示すように、DMP / siBcl-xl群のアポトーシス率は33.0%±3.8%であり、他の対照群よりも高かった。これらのアポトーシスデータは、DMP / siMcl1およびDMP / siBcl-xlが強力なアポトーシス誘導能を持っていることを示していました。アポトーシスアッセイの結果は、MTTの結果、および前述のクローン形成の結果と一致しており、アポトーシスの誘導がC26細胞の増殖と生存率を阻害するメカニズムの可能性があることを示唆しています。

DMP / siRNA複合体は invivoで C26腫瘍の増殖を阻害します

C26異種移植動物モデルも、invivoでのDMP / siRNA複合体の抗腫瘍効果をテストするために利用されました。各グループのC26異種移植腫瘍の腫瘍増殖曲線と画像を図4aとbに示します。我々の結果によると、DMP / siMcl1およびDMP / siBcl-xlの腫瘍内注射は、対照群と比較して異種移植腫瘍増殖の有意な阻害をもたらしました。各グループの腫瘍の重量を図4bに示します。 NS治療群(0.85±0.09 g)およびDMP群(0.76±0.11 g)と比較して、DMP / siMcl1複合体は腫瘍重量の統計的に有意な減少を引き起こしました(0.34±0.06 g、 P <0.01)、その間、DMP / siBcl-xl複合体は、腫瘍重量の統計的に有意な減少を引き起こしました(0.42±0.08 g、 P <0.01)。これらの結果は、DMP / siRNA複合体の腫瘍内注射がC26結腸癌モデルの皮下異種移植片の成長を効率的に阻害できることを示唆している。他の臓器に対するDMP / siRNA複合体のinvivo副作用をHE分析によって調べた。図4に示すように、心臓、肝臓、脾臓、肺、または腎臓に有意な病理学的変化は観察されませんでした。

C26マウス異種移植モデルに対するDMP / siRNAの抗がん効果と安全性。 a 腫瘍体積によって計算された腫瘍発生曲線。 b 各グループの腫瘍の平均体重。他の治療群と比較して、DMP / siMcl1群およびDMP / siBcl-xl群は、統計的に有意な腫瘍重量の減少を達成しました(*** P 、0.001)。 c C26結腸癌の腫瘍の代表的な画像。 d TUNELアッセイによって検出された腫瘍組織のアポトーシス。 e 両方のモデルの各治療群からの主要臓器のHE分析。心臓、肝臓、脾臓、肺、または腎臓に有意な病理学的変化は観察されませんでした

ディスカッション

この研究では、カチオン性自己組織化DOTAPおよびMPEG-PCLハイブリッドミセルを調製して、C26結腸癌を治療するためのBcl-xlsiRNAおよびMcl1siRNAを送達しました。これらのDMPミセルは優れた安定性を持ち、Bcl-xlsiRNAとMcl1siRNAを効果的に組み合わせてC26細胞に伝達することができました。さらに重要なことに、DMPミセルは前例のないsiRNA(Bcl-xlsiRNAおよびMcl1siRNA)を送達し、C26細胞のアポトーシスを効果的に誘導し、invitroおよびinvivoの両方でC26細胞の増殖を高い安全性で阻害します。まとめると、私たちの研究は、DMPがsiRNAの潜在的な遺伝子送達担体であることを示唆しました。

カチオン性脂質DOTAPはsiRNAの送達に広く適用されているという報告がありますが、溶血を引き起こす強い正電荷を発生させ、高い細胞毒性を示しました。トランスフェクション効率の高いDOTAPカチオン性リポソームに基づくが、それらの正電荷は毒性を生じるため、正電荷を有するDMPの第四級アンモニウム塩ヘッドがリポソームリン脂質二重層の表面に露出したことが原因である可能性があります。ただし、DOTAP脂質に基づくDMPミセルは、高いトランスフェクションと低い細胞毒性を示しました。ミセルの自己組織化プロセスでは、DOTAPがポリマーナノ粒子の内部に埋め込まれており、その第4級アンモニウム塩のヘッドが表面に完全に露出していないと推測されました。したがって、部分的な正電荷はマスクされました。その間、我々の結果はまた、DMPミセルのトランスフェクション効率がPEI25Kのトランスフェクション効率と比較して低くなかったことを示しています。カバーされた後のDOTAPの正電荷はまだ部分的に露出されており、適切な電位を示しており、このレベルの電位はsiRNAを組み合わせて伝達するのに十分であることが証明されました。さらに、我々の結果は、MPEG-PCLに基づくDMPミセルが効果的で安全な遺伝子送達担体であり、DOTAPの細胞毒性に最適化されており、DOTAPの遺伝子伝達能力を保持していることを示しました。また、同様の研究では、他の材料と組み合わせた後、DOTAPの細胞毒性が低下したことが報告されています[23]。最近、DOTAPとSWNTからなる新規ベクターは、リポフェクタミンと比較して、siRNA送達における細胞毒性が低かった[8]。ダブルエマルジョン溶媒蒸発(DESE)法を使用してDOTAP-PLGAミセルを調製したLPNは、ナノサイズの担体をもたらしました[24、25、26]。これらの研究は、私たちの研究で説明されたものとよく一致し、私たちの推測をある程度説得力のあるものにしました。

遺伝子導入ベクターの送達効率は、血清に大きく影響されます。血清中の血清タンパク質は、ナノキャリア/ siRNA複合体の表面の正電荷を中和する可能性があります。これは、負電荷を持つ細胞の表面の静電効果の影響を受けました[27,28,29]。

私たちの研究では、DMPミセルのトランスフェクション効率を研究する際に、トランスフェクション用に0%、10%、20%、および30%のFBSを含む一連のDMEM培地を設定し、ロードされたトランスフェクション効率に対する血清の影響を調査しました。 FAMsiRNAナノ粒子。私たちの結果は、FBSの存在がトランスフェクション効率にほとんど影響を与えなかったことを示しました。この記事では、MPEG-PCLを使用してDOTAPをカバーし、DOTAPはMP内に埋め込まれ、一部のパーツが適切な比率で表面に残されました。この構造に基づいて、MPEG-PCLのカバーにより、DOTAPの正電荷が部分的に隠され、血清タンパク質への曝露レベルが低下したため、トランスフェクションに対する血清の影響が回避されたと推測しました。修飾後のカチオン性担体の表面電荷の減少に加えて、血清トランスフェクションの存在がカチオン性ポリマー担体の効率にほとんど影響を及ぼさなかったことを意味した。 invitroでのDMPミセルによって示される血清環境での優れたトランスフェクション能力により、血清がDMPを介したinvitro細胞実験でのsiRNA送達にほとんど影響を及ぼさないことが示唆されました。

結論

この研究では、調製されたDMPミセルはsiRNAを送達する能力を持っていました。また、DMPミセルを使用してBcl-xlsiRNAとMcl1siRNAをC26細胞に送達し、invitroでの抗がん活性研究を行いました。 DMPミセルの調製プロセスを調査し、サイズが狭く、ゼータ電位が高く、安定性に優れたDMPミセルを調製するための優れた調製プロセスを選択しました。その上、準備されたDMPミセルは血清invitroトランスフェクション実験の存在によって影響を受けませんでした。さらに重要なことに、DMP / siBcl-xlおよびDMP / siMcl1は、Bcl-xl遺伝子およびMcl1遺伝子の発現を阻害し、C26細胞のアポトーシスを誘導し、C26細胞の増殖を阻害する治療効果を達成します。 DMP / siRNA複合体の腫瘍内注射は、C26結腸癌モデルの皮下異種移植片の成長を効率的に阻害する可能性があります。心臓、肝臓、脾臓、肺、または腎臓に有意な病理学的変化は観察されませんでした。 DMPミセルは、結腸癌を治療するためのsiRNAを送達するための効果的な担体と見なすことができると考えられています。

略語

DOTAP:

N- [1-(2,3-ジオレオイルオキシ)プロピル] -N、N、N-トリメチルアンモニウムメチルサルフェート

mPEG-PCL:

メトキシポリ(エチレングリコール)ポリ(カプロラクトン)

MTT:

3-(4,5-ジメチルチアゾール-2-イル)-2,5-ジフェニルテトラゾリウムブロミド

siRNA:

低分子干渉RNA


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