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第一部分NH2-HPSNs的细胞的毒性作用及对pFGF21和liraglutide最大携载量目的:验证FGF21质粒的成功构建;探索NH2-HPSNs及其携载不同物质后对模型细胞的毒性作用及最大携载量。方法:构建FGF21质粒并测序验证;CCK8检测NH2-HPSNs,liraglutide对模型细胞的毒性作用;紫外分光光度法检测NH2-HPSNs对Liraglutide的最大载药量;琼脂糖凝胶电泳检测NH2-HPSNs搭载FGF21的最大质量比;荧光显微镜下观察荧光表达情况。结果:测序结果显示成功构建FGF21质粒。CCK8试验发现随着NH2-HPSNs浓度的增大细胞的生存率降低,处理两天后,细胞在低浓度NH2-HPSNs(≤300μg/ml)下生存率达峰,当浓度高达600μg/ml时出现生存率明显下降(生存率降为70.47%)。利拉鲁肽浓度在1-100nM/L范围内对细胞无明显毒性作用。经紫外分光光度法检测NH2-HPSNs携载liraglutide的最大载药量可达13.8%。琼脂糖凝胶电泳提示随着NH2-HPSNs的增加其对质粒的负载量也逐渐增加,当NH2-HPSNs/pFGF21比例达到60:1时pFGF21被完全包裹,吸收率达100%,没有观察到多的质粒(白色箭头所示),并且该比例并不随溶液中已携载的利拉鲁肽浓度(0%,4%,13.8%)影响。结论:成功构建FGF21质粒;NH2-HPSNs、liraglutide对Hepa1-6模型细胞毒性均较低;NH2-HPSNs搭载liraglutide的最大载药量可达13.8%(32nmol/mg);搭载pFGF21的最大结合质量比为60:1。第二部分NH2-HPSNs/p FGF21/liraglutide在体外转染的生物学效率目的:探索NH2-HPSNs/p FGF21最佳质量比和时间;验证NH2-HPSNs的转染效率;检测同时搭载了p FGF21和liraglutide的NH2-HPSNs能否在Hepa1-6模型细胞中充分发挥生物学效应以及FGF21和liraglutide联合使用是否能更加有效的改善胰岛素抵抗。方法:等比扩大NH2-HPSNs/p FGF21,设置对照组,150/2.5,300/5,600/10四组细胞,培养约60h收集细胞,Q-PCR和western blot检测NH2-HPSNs/p FGF21不同质量比下FGF21的m RNA及蛋白水平。选用最佳质量比转染细胞,分别培养0h,24h,48h,72h后收集细胞检测转录和翻译水平情况。设置四组对照组(空白组,p FGF21组,lipo2000组,NH2-HPSNs组)以及用lipo2000、NH2-HPSNs分别向Hepa1-6细胞转染质粒,48h后收集细胞检测FGF21的m RNA及蛋白水平。设置四组细胞,分别为对照组、liraglutide组、p FGF21组以及liraglutide+p FGF21组,每组又分为是/否通过NH2-HPSNs携带转染,western blot检测糖代谢指标PEPCK、p-AKT/AKT以及胰岛素信号通路p-IR/IR的变化。结果:显示在质量比为300μg/5μg,培养48h时有FGF21有最佳表达量。性能比较实验显示,对照组几乎没有表达,用NH2-HPSNs转染后FGF21的表达要高于用lipo2000转染的效率。功能学验证试验提示不论是利拉鲁肽组、FGF21组还是二者共同作用,加入材料后生物学指标的表达都更显著。同时,二者共同作用的效率远远大于它们的单独作用。结论:通过NH2-HPSNs搭载p FGF21的最佳条件为二者质量比为300μg:5μg。使用NH2-HPSNs携载p FGF21后的转染效率要高于常规转染试剂lipo2000。无论是p FGF21还是liraglutide或者二者共同作用,通过NH2-HPSNs的搭载效率都要比单独使用时高,并且二者对改善胰岛素抵抗的共同作用优于它们的单独作用。第三部分NH2-HPSNs/p FGF21/liraglutide在体内转染的生物学效率目的:摸索材料搭载质粒后在体内发挥作用的最佳时间。验证搭载了p FGF21和liraglutide的NH2-HPSNs能否在体内充分发挥生物学效应方法。方法:本部分实验将8周C57BL/6J小鼠随机分为六组,每组5只,高脂喂养12周,造胰岛素抵抗肥胖小鼠模型。禁食10-12小时后,尾静脉连续注射NH2-HPSNs/p FGF21,分别在0,1,3,5,7,9天时取小鼠肝脏,实时荧光定量检测FGF21 m RNA水平,western blot检测FGF21蛋白表达。再饲养小鼠8组:空白对照组、材料对照组、利拉鲁肽组、NH2-HPSNs/liraglutide组、p FGF21组、NH2-HPSNs/p FGF21组、p FGF21+liraglutide组、NH2-HPSNs/p FGF21/liraglutide组,连续注射7天后取小鼠肝脏,western blot检测肝脏糖代谢相关指标和胰岛素信号通路变化。结果:FGF21的m RNA在第5天达峰,蛋白在第七天达峰。与不通过NH2-HPSNs搭载相比,NH2-HPSNs无论是单独携载liraglutide、p FGF21还是二者共同携载后都更能发挥药物和质粒的效能。同时搭载时,PEPCK相比降低40.54%,AKT磷酸化水平相比升高95.41%。InsR的磷酸化水平也类似AKT磷酸化水平变化。结论:NH2-HPSNs能作为载体有效携载liraglutide、p FGF21进入体内发挥效能。经NH2-HPSNs分别或同时搭载p FGF21或/和liraglutide时对胰岛素抵抗的改善均优于未搭载时效应。