微流控技术制备siRNA纳米载体的研究
[Abstract]:Nanocarriers as an effective delivery system for gene drugs have attracted the attention of a large number of researchers since their appearance. However, the development of nanocarriers has been slow in the past 50 years, mainly due to the backwardness of the preparation technology of nanoparticles. Nowadays, microfluidic technology with good controllability, reproducibility and stability has been used in the production and preparation of nanocarriers, which can improve the preparation efficiency, shorten the preparation time, simplify the operation procedure and prepare uniform and narrow nanoparticles. Polymer-lipid hybrid nanoparticles (P/LNPs) were constructed by the combination of cationic lipids and polyethylenimide. Two microfluidic chips (MF1, MF2) were designed to prepare P/LNPs (P/LNPs-MF1, P/LNPs-MF2) for the delivery of VEGF siRNA. The stability, safety and performance of P/LNPs-MF were investigated. P/LNPs-BM prepared by ethanol injection method (BM) was used as the positive control. The main contents of this paper are summarized as follows: 1. The formulation and preparation process of P/LNPs-MF prepared by microfluidic chip technology were optimized to prepare uniformly dispersed P/LNPs-MF. The experimental results showed that DODMA, EggPC, Cholesterol, PEI and DSPE-mPEG2000 were mixed with siRNA at the confluence flow rate of 0.8mg/ml at the prescription ratio of 40/19/35/5/1. After ultrasonic treatment, P/LNPs-MF nanoparticles with proper size, uniform distribution and good stability were prepared. Among them, P/LNPs-MF2 had the best effect, with a particle size of 119.8nm, PDI of 0.096, and potential of 0.8mg/ml. At 11.3 mV, the serum remained stable after incubation for 12 hours, and there was no significant change after incubation at 4 C for 30 days. However, the P/LNPs-BM nanoparticles prepared by traditional methods had larger particle size and more dispersive distribution. MTT assay showed that the survival rates of all blank P/LNPs cells were above 80%. On the contrary, the siRNA-loaded P/LNPs-MF showed a significant inhibitory effect, which was only 20% higher than that of P/LNPs-BM. The results of flow cytometry and confocal laser microscopy showed that P/LNPs-MF2 had the highest uptake effect in A549, HepG-2 and MCF-7 cell lines, while P/LNPs-BM and P/LNPs-MF1 had the similar effect and were lower than P/LNPs-MF2 in the determination of VEGF mRNA by qRT-RCR. P/LNPs-MF2 of iRNA could inhibit the expression of 62.2% VEGF mRNA, and the inhibitory effect was 12.6% and 19.9% more than that of P/LNPs-MF1 and P/LNPs-BM, respectively. Western-blot assay of VEGF protein was consistent with qRT-RCR, which proved that the gene silencing efficiency of P/LNPs-MF2 was more significant than that of P/LNPs-MF1 and P/LNPs-BM. 3.P/LNPs-MF in vivo anti-tumor evaluation of microfluidics-MF. The siRNA-loaded P/LNPs-MF prepared by controlled-chip technique was investigated in vivo in order to evaluate the drug metabolism, tumor growth inhibition, gene silencing and safety toxicity of P/LNPs-MF. Pharmacokinetic parameters showed that P/LNPs-MF2 avoided the elimination of reticuloendothelial system and prolonged siRNA in vivo. The results of in vivo tumor inhibition showed that P/LNPs-MF2 could inhibit the tumor volume to about 300 mm3. After continuous administration of P/LNPs-MF2, the tumor growth was stagnated and negative growth was observed, and the tumor size was reduced to 0.23 g. However, the inhibition effect of P/LNPs-BM was not obvious, and the tumor volume reached 800 mm3 left. Right; P/LNPs-MF2 induced large area of deformation and death of tumor cells, while P/LNPs-BM killed only a small part of tumor cells. In vivo gene silencing further showed that siRNA-loaded P/LNPs-MF2 significantly inhibited the expression of VEGF mRNA and protein, and induced strong gene silencing. The physiological signs, tissue sections and serum parameters of nude mice showed that P/LNPs were safe and reliable in vivo and were safe and efficient siRNA delivery vectors. It can be seen that microfluidic chip, as a new preparation technology of nanoparticles, promotes the development and progress of nanodrug delivery system, and provides technical support for the next step of nanoparticles scale-up production and clinical research.
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:R943
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,本文编号:2193077
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