• 제목/요약/키워드: Non-viral gene delivery

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저독성의 새로운 양이온성 리포좀을 이용한 유전자의 전달 (Gene Delivery using a Novel Cationic Liposome with Low Toxicity)

  • 강현구;도경오;서영배
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.329-334
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    • 2006
  • 콜레스테롤 유래의 양이온성 리피드 2-aminoethylcarbamate-cholesterol(Chol-E)를 합성하여 이의 리포좀을 제조하였다. 리포좀은 다양한 비율로 중성지방인 DOPE와 섞어서 만든 후 $100{\sim}200nm$의 membrane으로 extrusion시켜 균일한 리포좀을 제작하여 크기 및 전위를 측정하였다. 형광단백질 및 luciferase plasmid의 발현을 여러가지 세포에서 확인한 결과 우수한 발현양상을 보였으며 혈청이 있는 조건에서도 발현이 증가임을 볼수 있었으며, 합성 ODNs의 전달도 adipocyte cell 에서도 잘 이루어지는 것을 확인할 수 있었다 임상실험에 쓰이는 저독성의 DC-chol에 비교하여도 독성이 적은 리포좀임을 알 수 있으며 혈청하에서도 안정하게 유전자를 전달할 수 있는 응용성이 기대되는 새로운 리포좀을 제조하였음을 알 수 있다.

Effective Method for Extraction of Cell-Free DNA from Maternal Plasma for Non-Invasive First-Trimester Fetal Gender Determination: A Preliminary Study

  • Lim, Ji-Hyae;Park, So-Yeon;Kim, Shin-Young;Kim, Do-Jin;Kim, Mee-Jin;Yang, Jae-Hyug;Kim, Moon-Young;Kim, Min-Hyoung;Han, Ho-Won;Choi, Kyu-Hong;Ryu, Hyun-Mee
    • Journal of Genetic Medicine
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    • 제7권1호
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    • pp.53-58
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    • 2010
  • 목 적: 모체 혈장으로부터 가장 효과적으로 세포 유리 DNA(cell free DNA, cf-DNA)를 추출하는 방법을 찾기 위해 우리는 viral DNA 추출 방법과 일반 혈액DNA 추출 방법을 이용하여 비침습적 임신 초기 태아 성별 확인 결과를 비교하였다. 대상 및 방법: 임신 초기 44명의 임산부로부터 모여진 모체 혈장을 통한 전향적 연구가 구성되었다. Cf-DNA는 viral DNA 추출 방법과 일반 혈액 DNA 추출 방법을 이용하여 각각 추출되었다. 정량 형광-중합효소 연쇄 반응(QF-PCR)을 이용하여SRY 와AMXY 유전자를 검출하였다. QF-PCR의 진단 정확도는 최종 분만 기록을 토대로 결정하였다. 결 과: 전체 44명의 여성이 실험에 참여하였지만, 최종 분만 기록은 단지 36명의 여성에서 획득하였다. 이들 중 16명은 남아를 20명은 여아를 임신하였다. 두 추출 방법에서 태아 성별의 진단적 정확도는 일반 혈액 DNA 추출 방법에 경우 63.9% (23/26)였으며 viral DNA 추출 방법에 경우 97.2% (35/36) 였다. 결 론: QF-PCR을 이용한 비침습적 임신초기 태아 성별 확인에 있어 viral kit를 사용하는 것이 높은 진단적 정확도를 이끌 수 있을 것으로 사료된다.

PAMAM Dendrimer Conjugated with N-terminal Oligopeptides of Mouse Fibroblast Growth Factor 3 as a Novel Gene Carrier

  • Jung, Jinwoo;Lee, Jeil;Kim, Tae-Hun;Yang, Bong Suk;Lee, Eunji;Kim, Youn-Joong;Park, Jong-Sang;Choi, Joon Sig
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제35권4호
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    • pp.1036-1042
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    • 2014
  • In this study, we introduced the RRLR oligopeptide sequences on the surface of polyamidoamine (PAMAM) dendrimer and characterized the physical properties and gene carrier activity of the novel polymer using HEK 293, NIH3T3, and HeLa cells. The RRLR peptide sequences were derived from a mouse fibroblast growth factor 3 (FGF3) protein containing a bipartite NLS motif. The entire sequence of FGF3 is RLRRDAGGRGGVYEHLGGAPRRRK and it has two functional sequences RLRR and RRRK at N-terminus and C-terminus, respectively. In particular, PAMAM G4-RRLR conferred enhanced transfection efficiency and lower cytotoxicity compared with those of PEI 25 kDa, PAMAM G4-R, and PAMAM G4 in various cell lines. These results suggest that the introduction of N-terminal oligopeptides of FGF3 on the surface of PAMAM holds promise as an effective non-viral gene delivery carrier for gene therapy.

In vitro and in vivo transfection efficiency of a cationic lipid containing sodium cholate

  • Kim, Adele;Lee, Eun-Hye;Choi, Sung-Hee;Kim, Chong-Kook
    • 대한약학회:학술대회논문집
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    • 대한약학회 2002년도 Proceedings of the Convention of the Pharmaceutical Society of Korea Vol.2
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    • pp.425.3-426
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    • 2002
  • Cationic lipids have been used as one of the major components for making most promising non-viral gene delivery systems. whereas sodium cholate. an edge activator has been used as a surfactant in making ultradeformable and ultraflexible liposomes called Transfersomes. Using both a cationic lipid, DOTAP and sodium cholate. a newly formulated ultradeformable cationic liposome has been prepared. The average particle size of this formulation was approximately 80nm. (omitted)

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Complexation of Adiponectin-encoding Plasmid DNA with Rosiglitazone-loaded Cationic Liposomes

  • Davaa, Enkhzaya;Jeong, Ui-Hyeon;Shin, Baek-Ki;Choi, Soon-Gil;Myung, Chang-Seon;Park, Jeong-Sook
    • Journal of Pharmaceutical Investigation
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    • 제40권6호
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    • pp.357-362
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    • 2010
  • To enhance therapeutic effects of insulin-sensitizing adipokine, ADN gene and potent agonists, rosiglitazone for the $PPAR{\gamma}$, cationic liposomes as non-viral vectors were formulated. The particle size and zeta potential of drug loaded and unloaded cationic liposomes were investigated. The complex formation between cationic liposomes and negatively charged plasmid DNA was confirmed and the protection from DNase was observed. In vitro transfection was investigated in HepG2, HeLa, and HEK293 cells by mRNA expression of ADN. Encapsulation efficacy of rosiglitazone-loaded liposomes was determined by UV detection. Particle sizes of cationic liposomes were in the range of 110-170 nm and those of rosiglitazone-loaded cationic liposomes were in the range of 130-180 nm, respectively. Gel retardation of complexes indicated that the complex was formed at weight ratios of cationic lipid to plasmid DNA higher than 20:1. Both complexes protected plasmid DNA from DNase either drug free or drug loading. Encapsulation efficiency of rosiglitazone-loaded emulsion was increased by drug dose. The mRNA expression levels of ADN were dose-dependently increased in cells transfected with plasmid DNA. Therefore, cationic liposomes could be potential co-delivery system for drug and gene.

Human Organic Anion Transporting Polypeptide 1B3 Applied as an MRI-Based Reporter Gene

  • Song-Ee Baek;Asad Ul-Haq;Dae Hee Kim;Hyoung Wook Choi;Myeong-Jin Kim;Hye Jin Choi;Honsoul Kim
    • Korean Journal of Radiology
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    • 제21권6호
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    • pp.726-735
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    • 2020
  • Objective: Recent innovations in biology are boosting gene and cell therapy, but monitoring the response to these treatments is difficult. The purpose of this study was to find an MRI-reporter gene that can be used to monitor gene or cell therapy and that can be delivered without a viral vector, as viral vector delivery methods can result in long-term complications. Materials and Methods: CMV promoter-human organic anion transporting polypeptide 1B3 (CMV-hOATP1B3) cDNA or CMV-blank DNA (control) was transfected into HEK293 cells using Lipofectamine. OATP1B3 expression was confirmed by western blotting and confocal microscopy. In vitro cell phantoms were made using transfected HEK293 cells cultured in various concentrations of gadoxetic acid for 24 hours, and images of the phantoms were made with a 9.4T micro-MRI. In vivo xenograft tumors were made by implanting HEK293 cells transfected with CMV-hOATP1B3 (n = 4) or CMV-blank (n = 4) in 8-week-old male nude mice, and MRI was performed before and after intravenous injection of gadoxetic acid (1.2 µL/g). Results: Western blot and confocal microscopy after immunofluorescence staining revealed that only CMV-hOATP1B3-transfected HEK293 cells produced abundant OATP1B3, which localized at the cell membrane. OATP1B3 expression levels remained high through the 25th subculture cycle, but decreased substantially by the 50th subculture cycle. MRI of cell phantoms showed that only the CMV-hOATP1B3-transfected cells produced a significant contrast enhancement effect. In vivo MRI of xenograft tumors revealed that only CMV-hOATP1B3-transfected HEK293 tumors demonstrated a T1 contrast effect, which lasted for at least 5 hours. Conclusion: The human endogenous OATP1B3 gene can be non-virally delivered into cells to induce transient OATP1B3 expression, leading to gadoxetic acid-mediated enhancement on MRI. These results indicate that hOATP1B3 can serve as an MRI-reporter gene while minimizing the risk of long-term complications.

개선된 플라스미드 DNA 전달 효율을 위한 히알루론 아민 코팅 폴리에틸렌이민 기반 전달 시스템 (Polyethyleneimine based Delivery System Coated with Hyaluronate Amine for Improved pDNA Transfection Efficiency)

  • 오경연;장용호;이은비;김태호;김현철
    • 공업화학
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    • 제33권1호
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    • pp.83-89
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    • 2022
  • 현재 진행 중인 코로나19의 세계적 유행을 기점으로 유전자 전달을 통한 면역 형성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 바이러스를 통한 유전자 전달이 부작용이 다수 발견됨에 따라 비바이러스성 유전자 전달체에 대한 요구가 크게 증가하였다. 본 연구에서는 생체적합물질인 히알루론 아민으로 코팅한 폴리에틸렌이민-플라스미드 DNA 복합체를 통한 효율적인 유전자 전달 시스템을 제안했다. 다양한 조성에서 생성된 폴리에틸렌이민-플라스미드 DNA 복합체(polyplex)와 히알루론 아민으로 코팅한 폴리에틸렌이민-플라스미드 DNA 복합체(polyplex-HA)의 크기 및 플라스미드 DNA 발현 정도를 비교해 각 물질의 최적 비율을 찾아냈고 복합체의 크기 및 제타 전위, 에너지 필터링 투과 전자현미경(EF-TEM) 이미지를 통해 입자의 특성을 평가했다. 세포 내 전달 및 발현 효율을 형광현미경과 유세포분석기를 통해 상용화 되어있는 유전자 전달체인 lipofectamine과 비교 분석했다. 본 연구에서 제안된 polyplex-HA는 pDNA 뿐만 아니라 다양한 유전물질을 전달할 수 있으며, 전달체에 대한 면역반응이 적어 다회성 투여에 유리하여 미래의 백신 플랫폼의 기반이 될 수 있을 것으로 기대할 수 있다.

효과적인 유전자전달을 위한 표적성 리간드가 도입된 저분자량 수용성 키토산 나노입자의 제조 및 특성 (Characterization and Preparation of Low Molecular Weight Water Soluble Chitosan Nanoparticle Modified with Cell Targeting Ligand for Efficient Gene Delivery)

  • 허선행;장민자;김동곤;정영일;장미경;나재운
    • 폴리머
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    • 제31권5호
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    • pp.454-459
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    • 2007
  • 본 연구에서는 folic acid(FA)가 복합화된 저분자량 수용성 키토산(LMWSC) 나노입자(water soluble chitosan-folic acid nanoparticle, WSCFA)를 제조하고, 또한 DNA와 나노복합체 합성 및 특성을 분석함으로써 in vitro에서 세포내 독성을 평가하였다. WSCFA 합성을 확인하기 위하여 분광학적 분석 방법을 사용하여 분석하였으며, WSCFA 나노입자는 110 nm 이하의 입자 크기인 구형의 형태를 가지고 있음을 알 수 있었다. In vitro 세포내 독성 실험에서, WSCFA-DNA 복합체는 세포내 독성을 전혀 나타내지 않음으로 높은 세포 생존율을 보여주었다. 전기영동 실험을 통해 WSCFA의 DNA 응축능력을 확인하였고, in vitro에서의 전이효율은 형광 광도계에 의해 평가하였다.

Optimizing the Novel Formulation of Liposome-Polycation-DNA Complexes (LPD) by Central Composite Design

  • Sun, Xun;Zhang, Zhirong
    • Archives of Pharmacal Research
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    • 제27권7호
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    • pp.797-805
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    • 2004
  • LPD vectors are non-viral vehicles for gene delivery comprised of polycation-condensed plasmid DNA and liposomes. Here, we described a novel anionic LPD formulation containing protamine-DNA complexes and pH sensitive liposomes composed of DOPE and cholesteryl hemisuccinate (Chems). Central composite design (CCD) was employed to optimize stable LPD formulation with small particle size. A three factor, five-level CCD design was used for the optimization procedure, with the weight ratio of protamine/DNA ($X_1$), the weight ratio of Chems/DNA ($X_2$) and the molar ratio of Chems/DOPE in the anionic liposomes ($X_3$) as the independent variables. LPD size ($Y_1$) and LPD protection efficiency against nuclease ($Y_2$) were response variables. Zeta potential determination was utilized to define the experimental design region. Based on experimental design, responses for the 15 formulations were obtained. Mathematical equations and response surface plots were used to relate the dependent and independent variables. The mathematical model predicted optimized $X_1-X_3$ levels that achieve the desired particle size and the protection efficiency against nuclease. According to these levels, an optimized LPD formulation was prepared, resulting in a particle size of 185.3 nm and protection efficiency of 80.22%.

핵의학 영상을 이용한 chitosan의 galactosylation 효과에 대한 평가 (Nuclear Imaging Evaluation of Galactosylation of Chitosan)

  • 정환정;김은미;박인규;조종수;김창근;범희승
    • 대한핵의학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.253-258
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    • 2004
  • 목적: 약물이나 유전자 전달에 이용되는 생체적합성이 높은 키토산의 간세포 지향성을 위해서 갈락토스를 수식하는 방법이 널리 이용되어지고 있다. 이번 연구에서는 갈락토스 수식 키토산의 간세포지향성 획득을 평가하는데 있어서 핵의학 영상법의 유용성에 대해 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 키토산에 NHS와 EDC를 이용하여 30 mol%의 lactobionic acid를 결합시켜 갈락토스 수식 키토산을 제조하였다. 얻어진 갈락토스 수식 키토산을 투석 시킨 후 동결 건조하여 얻어 낸 다음 키토산의 기본구조인 glucoseamine에 methyl기를 첨가시키는 반응을 하여 최종화합물을 합성하였다. GMC의 세포내 독성은 MTT assay를 통하여 확인하였다. 제조된 GMC에 $SnCl_2{\cdot}2H_2O$를 이용하여 $^{99m}Tc$을 표지하였다. 표지 후 안정성은 아세톤과 생리식염수를 이용하여 1시간까지 확인하였다. $^{99m}Tc$-GMC와 $^{99m}Tc$-MC 55.5 MBq (1.5 mCi)를 토끼의 외이정맥으로 주사 후, 감마카메라를 이용하여 10분, 30분, 60분, 90분 간격으로 전면 영상을 얻었다. 결과: 키토산에 lactobionic acid 30 mol%를 반응시켜 7.4 mol%의 galactose group이 키토산에 결합한 것을 확인하였다. 갈락토스 수식 키토산을 메틸화한 결과는 tri, di, mono가 각각 8.8%, 46%, 35.2%인 것을 확인하였다. MTT assay결과를 통해 GMC의 세포에 미치는 독성은 거의 없는 것을 확인할 수 있었다. 표지 효율은 메틸화시키지 않은 $^{99m}Tc$-GC가 아세톤과 생리식염수에서 각각 88%, 72%를 보인 반면에 $^{99m}Tc$-GMC는 96%정도를 보여 보다 높은 표지효율을 가지는 것을 확인하였다. $^{99m}Tc$-MC를 주사후 얻은 토끼 영상에서 키토산은 일반적으로 대부분 신장을 통해 배출되며, 간과 비장, 골격계에는 매우 적은 분포를 보이는데 비해. 갈락토스가 수식된 $^{99m}Tc$-GMC에서는 분포에 변화가 생겨 간, 신장, 그리고 방광에서 높은 방사능이 관찰되는 소견을 보였다. 결론: 핵의학 영상법은 갈락토스 리간드 수식 키토산의 간세포 지향성 여부를 평가하기 위한 생체내 평가법으로 이용될 수 있을 것으로 사료되었다.