在單細胞水平超聲和靶向微泡轉基因的動態過程研究

《在單細胞水平超聲和靶向微泡轉基因的動態過程研究》是依託天津大學，由范真真擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：在單細胞水平超聲和靶向微泡轉基因的動態過程研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：范真真
• 依託單位：天津大學

項目摘要

被超聲激發的微泡可使其周圍細胞的細胞膜通透性發生瞬態的、可逆的改變，從而為藥物和基因的導入提供了新的方法。然而目前該技術的轉基因效率相對較低，這主要是由於對於其在單細胞水平的發生機理的認識尚不充分。超聲和微泡介導的轉基因過程是一個不斷動態變化的過程，因此只有在高度可控的實驗條件下，採用實時的研究方法才能深刻揭示其發生機理。本項目將使用靶向微泡，其與目標細胞空間上的緊密連線，提高了微泡對細胞膜作用的可控性。本項目將在單細胞水平，綜合運用實時共聚焦螢光顯微成像技術、膜片鉗等多種實時研究技術，結合數學建模和數值模擬等分析方法，探索超聲和靶向微泡介導的基因導入的方式和過程、成功導入的條件以及基因在細胞內的動力學表現。在此基礎上，研究超聲激勵方式、參數以及靶向微泡的物理特性及其超聲回響對轉基因過程的影響。本項目的研究成果將為完整地、時空連續地揭示超聲和微泡轉基因的微觀動態過程做出原創性貢獻。

結題摘要

超聲和微泡的聯合使用為靶向藥物和基因導入提供了新的方法。該技術的臨床套用前景廣泛，國內外都有該技術進入臨床實驗的報導。然而目前該技術實現的基因轉染效率相對較低，這主要是由於對其在單細胞水平的發生機理認識尚不充分。 在本項研究中，我們使用了靶向微泡，其與目標細胞的緊密連線，提高了微泡對細胞膜作用的可控性。我們綜合運用了多種實時研究技術，結合數學建模和數值模擬等分析方法，在單細胞水平，深入研究了，超聲和靶向微泡介導的質粒DNA通過細胞膜進入到細胞內的動態過程、過膜機制、成功導入的條件以及基因在細胞內的動力學表現等。 我們的研究結果表明超聲和靶向微泡介導的質粒DNA的細胞導入是一個快速的、全細胞尺度的、激發多種導入機制的動態過程；並且導入過程是由超聲模式所決定的。我們的研究成果揭示了超聲和微泡實現基因導入的機制、動態過程和影響因素，為最佳化基於超聲和微泡的靶向給藥技術提供了理論基礎，有助於推進該技術的臨床轉化。