纳米微粒载NF-κB圈套基因作用精神分裂症动物模型研究

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目的:(1)制备纳米微粒基因载体,探讨其结合、保护DNA的优势。(2)分析精神分裂症模型动物NF-κB介导的细胞因子变化,从免疫学方面探讨精神分裂症的病理机制。(3)探讨纳米微粒载NF-κB圈套基因作用于精神分裂症模型动物后对NF-κB介导的细胞因子的干预效果。方法:(1)运用乳化聚合法通过单因素试验结合正交分析优化制备条件,制作合适平均粒径PBCA纳米微粒,并对其进行表面改性,制备适合作为纳米微粒基因载体的纳米微粒。(2)利用纳米微粒作为基因载体结合哑铃型NF-κB圈套基因,制成纳米微粒载NF-κB圈套基因。(3)利用体重为350±20g雄性wistar大鼠,注射0.3mg/kg、0.6mg/kg、1.2 mg/kg、1.8 mg/kg、2.4 mg/kg不同剂量MK-801,观察实验动物的行为变化,优化模型制作的最佳剂量,建立精神分裂症动物模型。(4)利用纳米微粒载NF-κB圈套基因通过侧脑室注射抑制NF-κB蛋白活性,考察动物在行为学上的变化,同时考察纳米微粒载圈套基因对TNF-α、ILlp、IL-2、IL-6、IL-10 mRNA表达的影响。数据结果采用SPSS统计软件包处理。结果:(1)单因素试验和正交试验确定制备平均粒径74±3nm纳米微粒(NP)的制备条件:反应溶液pH值为2.5,BCA单体浓度为1%,搅拌速度为1000r/min,表面活性剂为1%的Dextran70,添加0.3%的Tween-80,在25℃反应3h,调节pH值在6~7之间,继续搅拌1h终止。所制NP为均匀球形,表面平滑完整,粒径分布呈正态分布,分布均匀,跨度仅在0.21左右,分散良好。(2)采用0.25%CTAB对空白PBCA-NP进行表面改性,Zeta电位从-23.0mV提高到+23mV。MTT法测定细胞毒性,PBCA-NP和CTAB-PBCA-NP均在≤100nng/μl时没有表现出细胞毒性。(3)经过表面改性的NP在pH值7.0条件下可以质量比10∶1与哑铃型NF-κB圈套基因结合,包封率为96.21%,结合后并未引起NP表面形态和平均粒径的改变。与NP结合以后基因片段抗DNaseⅠ、血清降解,超声破坏的能力得到了显著的提高。(4)经过剂量实验,注射剂量为0.6mg/kg,注射体积100μl/20g可以诱发较为典型的精神分裂症症状,运动增加、刻板行为明显、存在一定程度的共济失调,社会行为淡漠。同时大鼠仍然保持一定的行为能力未出现中毒症状。(5)纳米微粒载NF-κB圈套基因在动物实验中以较高的效能抑制了NF-κB的活性,与裸圈套基因相比有显著水平的差异(P=0.0324)。利用纳米微粒载NF-BB圈套基因作用MK-80l模型大鼠,抑制NF-κB的活性,表现出了较好的抑制效应。(6)纳米微粒载NF-κB圈套基因作用MK-801模型大鼠后大鼠的行为发生了显著的变化,MK-801诱导的运动加快、刻板和共济失调行为都低于对照组。其中对运动行为的影响下降了45%,影响达到了极显著水平(P=0.007);刻板行为方面也达到了显著水平(P=0.046)。共济失调的改善也比较显著,达到显著水平(P=0.026)。(7)纳米微粒载NF-κB圈套基因作用MK-801模型大鼠后NF-κB、TNF-α、IL-1β、IL-2、IL-10在mRNA水平的表达发生了变化,NF-κB、IL-10表达上调,TNF-α、IL-1β、IL-2表达下调,统计结果均有显著性差异。结论:(1)乳化聚合法工艺可以制备粒径较小、分布均匀的聚氰基丙烯酸正丁酯纳米颗粒。经阳离子表面活性剂CTAB修饰,做为理想的纳米基因载体,携载NF-κB圈套DNA可以较高效能抑制NF-κB的活性;(2) MK-801诱导的精神分裂症模型动物存在NF-κB功能的亢进和多种细胞因子的mRNA的表达的异常;(3)首次将纳米微粒结合基因片段应用于精神分裂症的病理研究,初步结论认为:纳米NF-κB圈套DNA作用于精神分裂症模型动物可以干预NF-κB介导的免疫激活,为研究精神分裂症与免疫系统的关系构建了新的研究平台;(4)应用纳米NF-κB圈套DNA作用于精神分裂症模型动物,可以部分逆转实验动物的诱导症状,证实NF-κB与精神分裂症模型动物的行为存在关联。
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