Kim, Eun-Joong;Kim, Young-Bong;Choi, Han-Gon;Shim, Chang-Koo;Oh, Yu-Kyoung
Journal of Pharmaceutical Investigation
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제35권5호
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pp.343-348
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2005
Recently, siRNA has been emerging as new therapeutic agents for various diseases such as cancers and infectious diseases. However, the evaluation for delivery systems for siRNA has not been fully done. In this study, we designed and delivered siRNA of oncogenic E6 and E7 proteins to several cell lines and tested the delivery efficiencies of various cationic nonviral delivery vectors. Of cationic delivery systems tested in this study, lipid-based Lipofectamine revealed higher delivery efficiency of siRNA to cervical cancer cell line, SiHa, compared to other delivery systems. Notably, the polyethylenimine, which showed the comparable delivery efficiencies in plasmid DNA, did not show significant delivery of siRNA in cervical cancer cells. These results indicate that the mechanisms involved in siRNA delivery might be different from those in plasmid DNA delivery, and that cationic lipid-based delivery vehicles deliver siRNA with higher efficiency to intracellular target sites.
Unsunnidhal, Lalu;Wasito, Raden;Setyawan, Erif Maha Nugraha;Warsani, Ziana;Kusumawati, Asmarani
Journal of Veterinary Science
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제22권6호
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pp.76.1-76.15
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2021
Background: The development of a vaccine for Jembrana disease is needed to prevent losses in Indonesia's Bali cattle industry. A DNA vaccine model (pEGFP-C1-tat) that requires a functional delivery system will be developed. Polylactic-co-glycolic acid (PLGA) may have potential as a delivery system for the vaccine model. Objectives: This study aims to evaluate the in vitro potential of PLGA as a delivery system for pEGFP-C1-tat. Methods: Consensus and codon optimization for the tat gene was completed using a bioinformatic method, and the product was inserted into a pEGFP-C1 vector. Cloning of the pEGFP-C1-tat was successfully performed, and polymerase chain reaction (PCR) and restriction analysis confirmed DNA isolation. PLGA-pEGFP-C1-tat solutions were prepared for encapsulated formulation testing, physicochemical characterization, stability testing with DNase I, and cytotoxicity testing. The PLGA-pEGFP-C1-tat solutions were transfected in HeLa cells, and gene expression was observed by fluorescent microscopy and real-time PCR. Results: The successful acquisition of transformant bacteria was confirmed by PCR. The PLGA:DNA:polyvinyl alcohol ratio formulation with optimal encapsulation was 4%:0.5%:2%, physicochemical characterization of PLGA revealed a polydispersity index value of 0.246, a particle size of 925 nm, and a zeta potential value of -2.31 mV. PLGA succeeded in protecting pEGFP-C1-tat from enzymatic degradation, and the percentage viability from the cytotoxicity test of PLGA-pEGFP-C1-tat was 98.03%. The PLGA-pEGFP-C1-tat demonstrated luminescence of the EGFP-tat fusion protein and mRNA transcription was detected. Conclusions: PLGA has good potential as a delivery system for pEGFP-C1-tat.
This study reports the encapsulation of plasmid DNA in erythrocyte ghosts. The plasmid DNA was encapsulated into erythrocyte ghosts using three methods; osmotic shock, electroporation in isotonic medium, and e1ectroporation in hypotonic medium. Of three methods, electroporation in hypotonic medium resulted in the highest encapsulation efficiency of plasmid DNA. The morphology of erythrocyte ghosts prepared by electroporation in hypotonic medium was similar to that by osmotic shock alone. The circulation time of plasmid DNA in mice was prolonged by administration in erythrocyte ghost-encapsulated forms. These results indicated the potential of erythrocyte ghosts for biocompative nonviral delivery system of therapeutic genes for hematological diseases.
양이온성 고분자와 같은 합성 유전자 전달체들은 음이온성을 지닌 plasmid DNA와 쉽게 콤플렉스를 형성하는 경향이 있다. 이에 키토산은 유전자 전달체 시스템으로써 이용되어 질 수 있는 무한한 가능성을 지닌 polysaccharide이다. 저분자량 키토산이 DNA와 결합을 할 수 있는지 확인하기 위하여 전기영동장치를 이용하여 분석하였다. DLS(dynamic laser scattering)와 SEM(scanning electron microscopy)을 이용하여 키토산/DNA 콤플렉스의 크기와 모폴로지를 조사하였다. 또한, 키토산의 분자량과 전하밀도가 콤플렉스의 크기와 결합된 DNA의 양에 어떻게 영향을 주는지 연구를 수행하였다. 저분자량 키토산은 실험과정에서 사용되는 양을 늘려갈수록 84-108%의 세포 생존율을 보임에 따라 그 독성이 무시할 정도가 됨을 확인할 수 있었다. 키토산/DNA 콤플렉스를 이용한 유전자 발현 효율 실험에서는 lipofecamine에 비해서는 낮은 값을 보였지만, naked DNA를 이용한 경우보다는 상대적으로 높은 값을 나타내었다. 키토산의 분자량에 따른 유전자 발현 효율 연구에서는 평균 분자량이 8,517인 키토산을 사용한 경우가 4,078의 분자량을 이용한 실험 결과보다 높은 값을 보였고, 이는 키토산의 전하밀도가 유전자 발현 효율에 영향을 준다는 것을 확인할 수 있었다.
Progress in the development of DNA vaccines and their delivery strategies has been made since their initial concept as a next generation vaccine. Since DNA vaccine includes non-infectious DNA parts of pathogens, it can't cause disease yet it closely mimic the natural process of infection and immune responses. Despite their early promising results of controlling infectious diseases and cancer in small animal models, DNA vaccines failed to display a level of immunogenicity required for combating these diseases in humans, possibly due to their lower protein expression levels. However, increasing evidence has shown that DNA vaccines are clinically well-tolerated and safe. Furthermore, one notable advantage of DNA vaccines includes convenient utilities of plasmid DNAs coding for antigens. For instance, any emerging pathogens could be prevented easily and timely by allowing the simple exchange of antigen-encoding genes. In this review, newly developed DNA vaccine strategies, including electroporation, which has emerged as a potent method for DNA delivery, targeting infectious diseases and cancer will be discussed with a focus on any on-going DNA vaccine trials or progress made pre-clinically and in clinics.
The objective of this study was to identify the major parameters controlling DNA delivery by particle bombardment to immature embryos of Chinese spring wheat (Triticum aestivum L.). Efficiency of DNA (uidA gene) delivery was assessed by transient GUS (${\beta}$-glucuronidase) expression in bombarded tissues. Of the parameters analyzed, acceleration pressure, bombardment distance, chamber vacuum pressure, bombardment times, osmotic conditioning of culture had a remarkable influence on transient gene expression. A bombardment procedure suitable for Chinese spring wheat cultivars was developed which allowed high-efficiency DNA delivery combined with reduced damage to target tissues. The high efficiency made the system practical for wheat genetic transformation research and accelerating wheat breeding programs.
A hybrid linear polymer-dendrimer block copolymer, poly(ethylene glycol)-block-poly(L-lysine) dendrimer, was synthesized and introduced to form polyionic complexes with DNA. The copolymer formed core-shell type nanoparticles with plasmid DNA. From dynamic light scattering experiments, the mean diameter of the polyplexes was observed to be 154.4 nm. The complex showed much increased water solubility compared to poly(L-lysine). The plasmid DNA in polyplexes was efficiently protected from the enzymatic digestion of DNase I. The cytotoxicity and transfection efficiency for 293 cells was measured in comparison with poly(Llysine).
Intracellular trafficking of transferrin-conjugated dimethyldioctadecyl-ammonium bromide liposome $(T_f-liposome)/DNA$ complexes in HeLa cells was studied using the double-labeled fluorescence technique and confocal microscopy. The size of the $T_f-liposome/DNA$ complex was about 367 nm in diameter and the zeta-potential of it at a 5:1 (w/w) ratio was almost neutral. The intracellular pathway of the $T_f-liposome/DNA$ complex, noted as green (FITC), red (rhodamine) or yellow (FITC + rhodamine) fluorescence, was elucidated from the plasma membrane to the endosome (or lysosome), and finally to the nucleus. The results of this study indicate that plasmid DNA enters into the nucleus not only as a free form but as an associated form complexed with $T_f-liposome$. More interestingly, the $T_f-liposome$ undergoes a nuclear location in the form of ordered structures. This could be a very useful piece of information in designing a safe and advanced gene delivery system.
본 총설에서는 주사형프로브현미경의 원리와 응용에 관하여 간략히 설명하고 최근 본 그룹에 의하여 활발하게 연구되고 있는 나노탐침과 AFM(원자간력현미경 atomic force microscopy)을 이용한 저침습성(low-invasive) 단일세포 조작기술과 고효율 유전자 도입기술을 소개하고자 한다. 시판 AFM 탐침을 침상구조로 가공한 나노탐침과 AFM을 이용하였을 경우, 탐침의 세포삽입의 성공여부를 force-distance curve 상의 척력소실의 유무로 판단할 수 있다. 침상 나노탐침을 사용하면 대부분의 세포에서 80~90%의 고효율 세포삽입이 가능하여 마이크로인젝션용 미세관을 이용하는 경우보다 세포삽입효율이 높았다. 또한 나노탐침의 직경이 400 nm 이하의 경우에는 세포 종류에 관계없이 장시간 나노탐침의 삽입에도 세포활성에 큰 영향이 없었다. 침상나노탐침을 이용하여 DNA를 도입하였을 경우에도 기존의 DNA 도입방법과 비교하여 높은 도입효율과 유전자 발현율로 DNA를 도입할 수 있는 가능성을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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