论文部分内容阅读
目的:在自身免疫疾病类风湿性关节炎(RA)的发病过程中,IL-15可诱使巨噬细胞和T细胞活化,活化的T细胞和巨噬细胞通过相互作用可产生和分泌多种促炎因子、趋化因子和金属蛋白酶等。因此,IL-15及其受体(IL-15R)可作为RA治疗的理想靶标。本研究以聚乙烯亚胺修饰的氧化铁(PEI-SPIO)纳米颗粒为载体,研究靶向IL-15受体β亚基(IL-15Rβ)的siRNA对佐剂型关节炎(AA)大鼠在体治疗效果。 方法:将PEI-SPIO纳米颗粒与siRNA按照不同的质量比室温孵育后,采用琼脂糖凝胶电泳迁移率实验选择最佳结合比例,然后对以最佳比例结合形成的复合物进行表征,测其平均粒径大小和表面zeta电位。通过血清稳定性实验检测PEI-SPIO纳米颗粒对siRNA的保护作用。通过MTS实验检测结合siRNA后纳米复合物(PEI-SPIO/siRNA)的细胞毒性。采用细胞普鲁士蓝染色和流式细胞术检测细胞对PEI-SPIO/siRNA纳米颗粒的摄取效率。通过qPCR和Western blotting证实PEI-SPIO/IL-15Rβ siRNA能有效沉默IL-15RβmRNA和IL-15Rβ蛋白的表达。以大鼠佐剂型关节炎为人类类风湿性关节炎的动物模型,通过普鲁士蓝染色和近红外活体成像检测了PEI-SPIO/siRNA纳米颗粒在AA大鼠体内的生物分布。采用流式细胞术检测体内不同组织中CD11b+巨噬细胞和CD3+T细胞对PEI-SPIO/Cy3-siRNA纳米颗粒的摄取情况。最后用PEI-SPIO/IL-15Rβ siRNA纳米颗粒对AA大鼠在体治疗,通过关节炎指数评分、X-ray、HE染色对各治疗组大鼠关节炎临床指标和组织病理变化进行分析,采用qPCR分析炎性关节内IL-15Rβ及炎症因子TNFα、IL-1β、IL-15和金属蛋白酶3(MMP3)mRNA的表达情况,评价PEI-SPIO/IL-15Rβ siRNA纳米颗粒对类风湿性关节炎动物模型在体治疗效果。 结果:PEI-SPIO纳米颗粒与siRNA在Fe:siRNA质量比≥4时可紧密结合,普鲁士蓝染色和流式检测结果表明PEI-SPIO/siRNA纳米颗粒可以被巨噬细胞高效摄取,MTS实验说明PEI-SPIO/siRNA纳米颗粒在0~100μgFe/mL范围内不具有细胞毒性。血清稳定性实验说明PEI-SPIO纳米颗粒确实可保护siRNA不被降解。qPCR和Western blotting结果证明PEI-SPIO纳米颗粒可高效转运siRNA进入到细胞质,并能有效释放siRNA,从而发挥RNAi作用,有效沉默靶基因表达。体内组织普鲁士蓝染色和近红外活体成像结果证明PEI-SPIO/siRNA复合物主要分布在关节炎症部位。PEI-SPIO/siRNA纳米颗粒在AA大鼠体内细胞摄取分析,发现PEI-SPIO/siRNA纳米颗粒很容易被关节炎症部位的巨噬细胞和T细胞摄取,并且外加磁场增强了摄取效率。由治疗效果可以得出PEI-SPIO/IL-15Rβ siRNA可以明显减轻关节炎大鼠软骨和骨质的破坏,减轻组织炎症细胞浸润和滑膜增生,有效抑制IL-15Rβ和炎症细胞因子TNFα、IL-1β、IL-15和MMP3 mRNA的表达,并且外加磁场增强了PEI-SPIO/IL-15Rβ siRNA纳米颗粒的治疗效果。 结论: (1)PEI-SPIO纳米颗粒能与siRNA紧密结合,安全有效转运siRNA进入细胞,并在细胞质中释放siRNA,从而发挥RNAi作用,因此PEI-SPIO纳米颗粒可以作为siRNA理想转运载体; (2)静脉注射PEI-SPIO/siRNA纳米颗粒后,PEI-SPIO/siRNA纳米颗粒很容易在炎症关节部位聚集,且能被炎症关节处的巨噬细胞和T细胞摄取; (3)PEI-SPIO/IL-15Rβ siRNA复合物能够明显减轻AA大鼠软骨和骨组织破坏,缓解RA炎症细胞浸润,抑制IL-15Rβ和炎症因子IL-1β、TNFα、MMP3、IL-15 mRNA的表达; (4)外加磁场增强了PEI-SPIO/IL-15Rβ siRNA纳米颗粒在关节炎症部位的聚集和细胞摄取,表现出更好的治疗效果。