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第一部分NH2-EDMSNs/pFGF21的体内生物学效率及材料的安全性目的:摸索使用NH2-EDMSNs/pFGF21在体内的最佳质量和其发挥效果的最佳时间;探索NH2-EDMSNs作为载体的转染效率;验证纳米材料在体内的生物安全性。方法:使用NH2-EDMSNs/pFGF21对20周龄普食C57/BL6J小鼠进行尾静脉注射,运用PCR及Western Blot摸索最佳的质粒使用量和最佳作用时间。将小鼠分为以下五组:盐水组、NH2-EDMSNs组、pFGF21组、水压注射pFGF21组、NH2-EDMSNs/pFGF21组,以探索NH2-EDMSNs的体内转染效率。通过对盐水组、NH2-EDMSNs组、Lira+pFGF21组及NH2-EDMSNs/Lira+pFGF21四组的循环AST、ALT和肝脏及肾脏HE染色评估该纳米材料的生物安全性。结果:FGF21过表达质粒使用量在50μg时达到最佳转染效率;FGF21的m RNA在第5天达到最高,但是蛋白质水平在第7天达到最高,第9天和第7天相比无统计学意义(P>0.05),因此选择第7天为最佳作用时间。结果显示,用NH2-EDMSNs/pFGF-21转染的小鼠中FGF-21的m RNA和蛋白表达高于同质量pFGF-21通过流体动力学递送的小鼠(P<0.01)。因此,这些数据表明NH2-EDMSNs/pFGF-21的转染效率显着高于流体动力学传递。各组别AST及ALT值之间无统计学差异,在HE染色中,所有组别均未发现组织的损伤。结论:NH2-EDMSNs是一种较为安全的体内转染载体。第二部分NH2-EDMSNs/Lira/pFGF21对胰岛素抵抗小鼠糖代谢的影响目的:研究利拉鲁肽和过表达FGF21质粒联合运用对于胰岛素抵抗小鼠能量代谢和糖代谢的改善,以及研究使用新型多孔级二氧化硅纳米材料NH2-EDMSNs搭载的可行性。方法:构建胰岛素抵抗模型小鼠,使用8周龄大C57/BL6J小鼠高脂饮食喂养12周后,分为以下8组进行尾静脉注射:盐水组(saline)、盐水加材料组(NH2-EDMSNs/saline)、利拉鲁肽组(Lira)、材料搭载利拉鲁肽组(NH2-EDMSNs/Lira)、FGF21过表达质粒组(pFGF21)、材料搭载pFGF21组(NH2-EDMSNs/pFGF21)、利拉鲁肽和pFGF21联合组(Lira+pFGF21)、材料同时搭载利拉鲁肽和pFGF21组(NH2-EDMSNs/Lira+pFGF21)。注射后连续监测9天体重、摄食和肛温的变化,在摸索的最佳时间进行呼吸商的测定探索其对于能量代谢的影响。测定空腹血糖和进行GTT、ITT以探索其对于糖代谢的影响。结果:在高脂喂养下,相对于生理盐水组,利拉鲁肽干预组可以明显的升高肛温,降低体重,减少摄食(P<0.05或P<0.01);并且体重和摄食的降低在是否使用材料搭载的组内对比中也表现出显著性(P<0.05或P<0.01)。在pFGF21组中,仅使用NH2-EDMSNs搭载的组表现出肛温的升高和体重的降低,在摄食的变化中和生理盐水干预组没有差异。而在利拉鲁肽和pFGF21联合干预的组中,肛温的升高,摄食和体重的降低变化都具有显著的统计学差异,并且在是否使用材料搭载的组内对比中也表现出显著性(P<0.05或P<0.01)。在间接能量代谢法的测定中,给予干预的小鼠除了单独给予pFGF21裸质粒,其他组和对照组相比几乎都可以观察到VO2的明显升高和RER的降低(P<0.05或P<0.01)。在每种不同药物干预中,使用NH2-EDMSNs携带的都可以表现出更为明显的趋势(P<0.05或P<0.01),尤其是pFGF21组及利拉鲁肽和pFGF21联用组。空腹血糖测定中,除了pFGF21裸质粒组,其余各干预组和对照组相比都显著降低(P<0.01),并且使用NH2-EDMSNs搭载的利拉鲁肽和(或)pFGF21都较直接注射的显示出更明显的降低趋势(P<0.01),在GTT和ITT期间,这些组别较对照组表现出明显降低的血糖曲线和曲线下面积(P<0.01)。结论:NH2-EDMSNs同时有效搭载利拉鲁肽和pFGF21进入小鼠体内,并且这两者联合治疗比单独使用对于胰岛素抵抗的改善具有更好的效应。第三部分NH2-EDMSNs/Lira/pFGF21对胰岛素抵抗小鼠肝糖代谢重要因子的影响目的:研究NH2-EDMSNs搭载利拉鲁肽和/或pFGF21干预胰岛素抵抗小鼠后对其肝脏糖代谢重要通路IRS-1/PI3K/AKT及糖异生关键酶G-6-Pase的影响,进一步了解纳米材料转染的分子生物学效应。方法:第二部分的C57/BL6J小鼠完成能量代谢和糖代谢相关指标测定后,处死小鼠。使用Western Blot观察各组小鼠肝脏中IRS-1、PI3K、AKT及G-6-Pase的蛋白表达差异情况。结果:给予干预处理后,IRS-1、PI3K、AKT磷酸化水平升高,G-6-Pase表达量降低,使用纳米材料搭载后趋势变化更显著(P<0.05或P<0.01)。另外,利拉鲁肽和pFGF21联合使用组表现出最明显的分子生物学效应(P<0.01)。结论:使用NH2-EDMSNs搭载利拉鲁肽和pFGF21对体内胰岛素相关信号通路的影响较未使用材料搭载更大。其中,利拉鲁肽和pFGF21联合使用的生物学效应较单用更强。