激光在基因转染和基因治疗中的应用.ppt

2019/10/16,1,激光在基因转染和基因治疗中的应用(2),2019/10/16,2,光化学内化转染法,光动力疗法（Photodynamic therapy, PDT） 基本机制,S,1S*,3S*,S+1O2,O2,2019/10/16,3,光化学内化转染法,也称为“光化学基因转染”(photochemical gene transfection, PCGT)。是新近发展起来的一种基因转染技术，它通过特定波长的光激活位于靶细胞内吞泡中的光敏剂，启动光化学反应，产生单态氧1O2和三态氧3O2等活性氧成分。单态氧是强有力的氧化剂，可氧化多种分子如不饱和脂肪酸、某些氨基酸、核酸碱基等，从而诱导多种细胞结构损伤。,光化学内化转染（photochemical internalization）,2019/10/16,4,光化学内化转染法,光化学内化转染（photochemical internalization） 单态氧寿命非常短暂（小于0.1ns），扩散范围极短，只有非常接近光敏剂所在的细胞器才能受到单态氧的作用。这样，通过光化学反应导致内吞泡膜损伤，释放泡内转染基因进入胞浆，从而顺利入核实现转染。,2019/10/16,5,光化学内化转染法,理论上适用于所有可以发生内吞作用的哺乳动物细胞 光照剂量的依赖性 转染效率与细胞类型有关 使用的光敏剂通常应符合以下条件 应主要分布于内吞泡 应优先分布于内吞泡膜 光敏剂在细胞内聚集程度小,光化学内化转染法的特点,2019/10/16,6,光化学内化转染法,转染效率较常规方法高 依赖光照的局部活化特性保证转染位点的高度特异性 特别适合于其他治疗方法联合使用 与靶细胞表面特异分子表达无关，应用范围广 肿瘤光敏剂在肿瘤附近组织的富集作用可用于肿瘤治疗,光化学内化转染法的优点,2019/10/16,7,微粒靶向激光转染法,基本机制 光吸收性微粒被特异性地与细胞结合，并将要转染的分子（如质粒）放置于细胞溶液中。然后用激光照射细胞，即可使细胞膜的通透性发生改变，从而可以使原本无法通过细胞膜的生物大分子顺利通过细胞膜，完成转染的过程。,2019/10/16,8,微粒靶向激光转染法,最初的实验 2019年，Pitsillides等在研究中发现，使用不同光通量，不同波长的激光脉冲照射结合不同大小微粒粒子的细胞，可以得到非常不同的结果：某些实验中，细胞大量死亡，而另外一些实验中，细胞没有发生死亡，而是膜的通透性发生改变。,2019/10/16,9,微粒靶向激光转染法,相关研究 McEwan&Kurita:微粒尺寸与细胞光学效应的关系 Umebayashi:不同光功率密度、激光照射时间、微粒浓度及激光照射后培养时间对细胞膜通透性的影响 张镇西：细胞膜的通透性与细胞种类、微粒尺寸、细胞与微粒的比例以及激光的能量、激光的脉宽都有关系。,2019/10/16,10,对两种方法的一点总结,总结 两种方法均可保证转染位点的特异性，这正是我们想要得到的结果。 两种方法均易于在体操作。 光化学内化法中，光敏剂的