Dong Soo Kim;Chang Hwa Jeong;Young Sun Cho;Yoon Kwon Nam
한국양식학회지
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제12권1호
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pp.71-77
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1999
The potential utility of injection media (sucrose, PEG, and liposome) was demonstrated for direct gene transfer into olive flounder (Paralichthys olivaceus) muscles. Based on the use of sucrose (final cone. 20%), PEG 8,000 (final cone. 10%) or liposome (twice us of DNA injected), the present injection strategy significantly improved the level of transgene expression as well as persistent duration of expression. The increased amounts of expression in DNA injection with sucrose, PEG, and liposome were as high as from 2.1 to 4.9-folds of conventional TE-based DNA injection. The best result was obtained from injections of liposome-encapsulated DNA in which the expression was detectable at least 32 days after injection when compared to only 8-16 days from TE-based injections.
The carp $\beta$-actin regulatory sequences and RSV/LTR promoter were tested whether they are functinal to express linked structure gene (chloramphenicol acetyltransferas, CAT) in olive flounder (Paralichthys olivaceus) by determining the patterns of gene expression following intramuscular in vivo direct injection. The injection experiments with various concentrations of both pRSVCAT and pFV4CAT clearly revealed the effectiveness of DNA dosage on expression of CAT. The increase of CAT activity was linear in both plasmids, and maximal CAT activity was obtained with 100 ug of pFV4CAT injection. The amounts of CAT expression with pFV4CAT-injected fist were higher than those with pRSVCAT-injected fish. CAT activity was readily detectable as early as one day after injection, slightly increased at day 2, and declined over time. Most amount of DNA intramuscularly injected into olive flounder muscles persisted extrachromosomally without showing any integrated or replicated form in vivo.
The utility of RSV-LTR and carp beta-actin promoters was evaluated in a marine flatfish species, Limanda Yokohamae by examining successful expression of transgenic DNA in muscles (transfected by direct injection) and in early embryos (transformed by lipofected sperm). The expressed pattern of injected DNA in skeletal muscles was dependent on the DNA amount injected. The activity reached to maximal level at 48 hours post injection, and persisted up ot 1 month transiently. Gene transfer into early embryo of this species was successfully achieved using lipofected sperm with the efficiency ranging 36.8% to 48.1%. The expression of transgene during embryonic development was shown as stage-specific and transient.
조혈 줄기 세포에의 효과적인 유전자 전달은 유전자 치료의 새로운 가능성을 제시할 수 있다. 레트로바이러스를 이용한 유전자 전달 기술은 많은 기초 연구와 임상 시도가 이루어진 대표적인 바이러스이다. 그러나 현재 사용되고 있는 in vitro에서의 조혈 줄기 세포에의 유전자 도입은 조혈 줄기 세포의 분화 유도, 자기 복제 능력과homing 능력의 저하 등 많은 문제점이 있다. 본 연구는 이러한 문제점을 극복하기 위한 방법으로서 마우스의 대퇴골에 직접 레트로바이러스를 이식하는 IBM (Intra-Bone Marrow) 방법을 이용하여 조혈 줄기 세포에의 효과적인 유전자 도입을 시도하였다. IBM 이식 2주 후 마우스의 각 조직을 분석한 결과, 골수뿐 아니라 림파절, 비장, 간장 세포 등에서 유전자가 안정적으로 발현하는 것을 관찰하였다. 또한, $6.4{\pm}2.7%$의 골수조직 존재 조혈줄기/전구세포에서 도입된 유전자가 안정적으로 발현하고 있는 사실을 확인하였다. 본 연구의 결과를 바탕으로 IBM 이식 방법을 이용한 생체 조직 내 레트로바이러스의 유전자 도입은 조혈 줄기 세포를 이용한 유전자 치료에 매우 효과적인 방법이라는 사실을 시사해주고 있다.
Direct gene transfer to mammalian tissues has significant potential for gene therapy and transgenesis. Liposome-mediated in vivo transfection has begun to gain attention as an alternative to viral vectors, and may also be a good mode of transfection in gene transfer. Interestingly, polymerized cationic liposomes are reported to be very stable in the bloods and efficient for in vivo gene transfer. To examine a possible gene delivery in vivo, we investigated the efficacy and safety of the liposome-mediated gene transfer using vein injection in chick or mouse as model animals. The number of injected pGFP-LacZ using either a commercial or home-made liposomes was 8 and 19 at 16 and 7 day of hatch, respectively. One of injected chick of each experiments was analyzed and the rest is being bred. In mouse, 4/22 showed expression of pGFP-LacZ but 8/22 showed no expression and the remaining animals are also being bred. After injection of liposome/pGFP-LacZ complex into wing vein of 7 or 16 day-old chick, pGFP-LacZ was detected in various tissues isolated from not only young chick but also old chick were turned out to possess. exogenous DNA. Transcripts and proteins of the transgene were also detected by RT-PCR or histochemical analysis, respectively. These results suggest that injected DNA were inserted to genome and produced mRNA and proteins in various tissues and may give an important tools for effective gene delivery in gene therapy or transgenesis.
Several gene delivery therapies are being developed for treatment of serum protein deficiency. EPO is one of the most promising therapeutic agent for this treatment which is currently being investigated in depth. This study has the ultimate purpose of improving the gene delivery system for an increase of red blood cell production. A plasmid DNA was constructed smaller than other plasmids for an increase in penetration into animal cells, and two genes were cloned into each vector as a co-delivery system to express erythropoietin, and interluekin-3 or thrombopoietin, which can act on erythroid cell, thus activating hematopoiesis synergically. This co-delivery system has an advantage of decreasing the labour required for industrial production of DNA vaccine. A new plasmid vector, pVAC, in size 2.9 kb, was constructed with the essential parts from PUC 19 and pSectagB, which is much smaller than other plasmid vector and is the size of 2.9 kb. Co-delivery system was constituted by cloning human erythropoietin with each of human interluekin-3 gene or human thrombopoietin gene into both pVAC and pSectagB. As a result, the transfection efficiency of pVAC was higer than that of pSectagB in vitro, and hematocrit level of the mice injected with pVAC is higher than that of other mice. And co-delivery system, made of several plasmid DNAs, was expressed in vitro.
Many trials have been made to produce transgenic animals using sperm cells as a vector transferring foreign DNA into eggs, but reliable results are yet to be obtained (Brinster et al., 1989; Lavitrano et al., 1989; Bachiller et al., 1991; Sato et al., 1994). Recently, one of author(SO) demonstrated that mouse blastocysts derived from eggs fertilized by spermatozoa of male mice single injected with liposome-DNA complexes within the testis expressed thegene (Ogawa et al., 1995.) Here we report that a single injection of liposome-encapsulated DNAs into the testis of either male rats or mice resulted in successfully gene transfer to the postpartum progeny. The expression of mRNA derived from transgenes was also demonstrated in transgenic animals thus obtained. Further, the transmission of the exogenous gene to the descedants was confirmed in one line of transgenic rat up to F4 generation, indicating that the gene was stably incorporated into the germ line. Thus, direct single injection of foreign DNA into the testis provides a novel and convenient means to generate transgenic animals.
We have recently reported the development of a high efficiency expression vector, pCK, which can drive a high level of gene expression in mouse skeletal muscle. In this study, we tested the therapeutic potential of pCK expressing human VEGF165, pCK-VEGF in the rabbit ischemic hind limb model. To determine the optimal dose of plasmid DNA, various concentrations of pCK-CAT were injected into the muscle of a rabbit hind limb and the levels of CAT activity were determined. It was found that the expression level of the exogenously added gene became stable between 250 and 1,000 $\mu$g. Based on this result, we tested whether intramuscular transfer of 500$\mu$g of pCK-VEGF could actually modulate collateral vessel development in a rabbit ischemic hind limb model. It was found that relative to the control group injected with the pCK lacking the VEGF sequence, single intramuscular doses (500$\mu$g) of pCK-VEGF produced statistically significant augmentation of collateral vessels as determined by the angiographic vessel count, maximal blood flow by Doppler flowmeter and the number of capillaries by histology. These results suggest that a single 500$\mu$g-delivery of pCK-VEGF is potent enough to induce sufficient angiogenic activity and achieve therapeutic benefit on this rabbit model.
The primordial germ cells (PGCs) were transfected in vitro and expressed the exogenous RSVLTR/${\beta}G2$ plasmid, suggesting thaI PGC is a possible vector for direct gene transfer into the germ line. Transfection efficiency of cell suspensions containing PGCs was 1.5% by liposome mediated DNA transfection. By microinjection of the transfected PGCs into the host germinal crescent, PGCs migrated via blood vessel to the future gonad and these transfected PGCs resulted in the RSVLTR/${\beta}G2$ expression in the gonad. The results from the seeding of PGCs on the chorioallantoic membrane were insufficient to test the hypothesis that PGCs can penetrate or invade the chorioallantoic membrane for transport via the circulatory system.
대한약학회 2002년도 Proceedings of the Convention of the Pharmaceutical Society of Korea Vol.2
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pp.416.2-416.2
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2002
Transfersomes are highly detormable hydrophilic lipid vesicles that are able to penetrate the skin barrier so that they can be used to carry low- and high-molecular weight molecules into the body. Until recently. it has been reported that molecules such as insulin. interleukin-2 and several other large molecules have been transported into the body using Transfersomes as a delivery system. Here however, for the very first time, genes (GFP) have been transported into the mice non-invasively using the Transtersomes as a delivery vehicle. (omitted)
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