Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

체 외에서 의 효율적인 배달 양이온 Nanoliposomes의 세대 문자 메신저 RNA

Published: February 1, 2019 doi: 10.3791/58444

Summary

여기 우리가 드라이 필름 방식에 기반 하 고 안전에 대 한 사용할 수 있습니다 양이온 nanoliposomes의 생성에 대 한 프로토콜을 설명 하 고 효율적인 전달 체 외에 문자 메신저 RNA.

Abstract

메신저 RNA (mRNA)의 개발-기반 치료제 다양 한 질병의 치료에 긍정적인 때문에 점점 더 중요 한 된다 생체 외에서 의 속성 (IVT) mRNA를 베 꼈 다. IVT mRNA의 도움으로, 원하는 단백질의 de novo 종합 목표 셀의 생리 적 상태를 변경 하지 않고 유도 될 수 있다. 또한, 단백질 생 합성 IVT mRNA의 일시적 효과의 한 정확 하 게 제어할 수 있습니다.

셀의 효율적인 transfection nanoliposomes (NLps) 치료 mRNA에 대 한 안전 하 고 효율적인 배달 차량을 나타낼 수 있습니다. 이 연구는 IVT mRNA에 대 한 배달 벡터로 안전 하 고 효율적인 양이온 NLps DC 콜레스테롤 및 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine 구성 (마약)을 생성 하는 프로토콜을 설명 합니다. NLps를 정의 하는 데 크기, 균일 분포, 그리고 높은 complexation 용량, 그리고 드라이 필름 메서드를 사용 하 여 생성 될 수 있다. 또한, 우리가 다른 테스트 시스템의 complexation 분석을 제시 하 고 합성을 사용 하 여 transfection 신진대사 향상 된 녹색 형광 단백질 (eGFP) mRNA, 뿐만 아니라 세포 생존 능력에 미치는 영향. 전반적으로, 제시 프로토콜 mRNA complexation 하 고 치료 mRNA의 관리를 향상 시킬 수 있습니다에 대 한 효과적이 고 안전한 접근을 제공 합니다.

Introduction

치료 응용 프로그램에 대 한 수정 된 mRNA의 사용은 지난 몇 년 동안에에서 큰 잠재력을 보이고 있다. 심장 혈관, 염증, 그리고 monogenetic 질병에서 뿐만 아니라 백신 개발에, mRNA는 유망한 치료 에이전트1.

MRNA와 단백질 대체 요법 대상 셀2에 DNA transfection에 따라 고아 한 유전자 치료를 통해 여러 가지 이점을 제공 합니다. MRNA 함수는 cytosol에서 직접 시작합니다. 비록 플라스 미드 DNA (pDNA), 더블-좌초의 구조, 원형 발기인 지역과 치료 단백질3을 또한 행위 cytosol, 인코딩 유전자 시퀀스를 포함 하는 DNA 그것만 통합 될 수 있다 유사 분열을 겪고 있는 셀에 transfection의 때. 이 조직1,4transfected 세포의 수를 줄입니다. 특히, 심장 세포, 등 약한 유사 분열 활동 조직의 transfection 어려운5입니다. PDNA, 달리 transfection 그리고 mRNA의 번역 조직1,6에 mitotic 그리고 비 mitotic 세포에서 발생합니다. 변이 원 성 영향 또는 면역 반응7,8, 하지만 원하는 단백질의 de novo 종합 단백질 인코딩 mRNA와 세포의 transfection 후 호스트 게놈 DNA의 바이러스 성 통합 올 수 있습니다. 9,10자율적으로 시작합니다. 또한, 단백질 합성 게놈을 방해 하 고 변이 원 성 영향11위험 없이 개별 복용량을 통해 환자의 필요를 정확 하 게 조정할 수 있습니다. 합성으로 생성 된 mRNA의 면역 활성화 잠재력 의사 uridine 및 5'-methylcytidine uridine 및 cytidine12대신 사용 하 여 극적으로 낮아질 수 있습니다. 의사 uridine 수정된 mRNA 또한 증가 생물학적 안정성과 상당히 높은 변환 용량13을 보였다.

mRNA 기반 치료 임상 응용에 유망한 속성에서 이익을 얻을 수 있을, 하 셀으로 mRNA의 전송에 대 한 적합 한 차량을 만들 필수적 이다. 이 차량은 한다 곰 비 독성 속성에서 생체 외에서 그리고 vivo에서, 보호 nuclease 저하에 대 한 mRNA 하 고 장기간된 가용성 및14mRNA 번역에 대 한 충분 한 세포질 통풍 관을 제공.

Vivo에서 약물 전달, 탄소 나노튜브, 양자 점, 등 리에 대 한 모든 가능한 캐리어 종류 중에서 후자 되었습니다 공부 가장15,16. 리는 지질 bilayer10구성 된 소포. 그들은 amphiphilic는 소수 성 및 친수성 섹션, 그리고 이러한 분자의 자기 배열을 통해 구형 더블 레이어는 형성된17. 리, 내부 치료 대리인 또는 마약 수 캡슐화 되며, 따라서, 효소 저하18에서 보호. N-[1-(2,3-dioleyloxy)propyl]-N,N,N-trimethylammonium 염화 (DOTMA)19를 포함 하는 리 [1, 2-비스 (oleoyloxy)-3-프로 판 (trimethylammonio)] (DOTAP)20및 dioctadecylamidoglycylspermine (개)21또는 DC-콜레스테롤22, 잘 특징 및 DNA 또는 RNA 세포 transfection에 자주 사용.

양이온 리 충전 된 지질과 충전된 인지질23구성. 양이온 리 통해 transfection 셀24,25으로 핵 산의 수송을 위한 가장 일반적인 방법 중 하나입니다. 양이온 지질 입자 핵 산 분자26의 등뼈에 마이너스로 충전 된 인산 염 그룹으로 복합물을 형성 한다. 이러한 소위 lipoplexes 세포 막의 표면에 부착 하 고 endocytosis 또는 endocytosis 같은 메커니즘27셀을 입력 합니다.

1989 년에 말론 . 성공적으로 양이온 지질 중재 mRNA transfection28설명. 그러나, 그룹 DOTMA 각 세포 독성 효과28성 발견 혼합물의 DOTMA 및 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine (마약)를 사용 하 여. 또한, Zohra 보여주었다 DOTAP (1, 2-dioleoyloxy-3-trimethylammonium-프로 판 염화) mRNA transfection 시 약29으로 사용할 수 있습니다. 그러나, 세포의 효율적인 transfection에 대 한 DOTAP는 다른 시 약, fibronectin29 등 마약30와 함께에서 사용 해야 합니다. 지금까지, DOTMA 유전자 배달31사용 시장에 첫 번째 양이온 지질 이었다. 다른 지질 치료 운반대로 사용 또는 임상 시험의 다른 단계에서 테스트 되 고 있습니다 (예를 들어, EndoTAG-나 지질 운반대로 DOTAP를 포함)는 현재 단계 II 임상 시험32에서 조사 되 고.

이 작품에서는 NLps DC 콜레스테롤 및 마약의 세대에 대 한 프로토콜을 설명 합니다. 이 방법은 실행 하기 쉬운 이며 다양 한 크기의 NLps 생성 수 있습니다. 드라이 필름 메서드를 사용 하 여 NLp의 일반적인 목표는 mRNA complexation, 따라서 효율적이 고 생체 세포 transfection 생체 외에서14,33를 허용에 대 한 리를 만드는 것입니다.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. 양이온 Nanoliposomes (그림 1)의 생성

  1. DC-콜레스테롤 (3β-[N-(N′,N′-dimethylaminoethane)-carbamoyl] 콜레스테롤 염)과 마약 (dioleoyl phosphatidylethanolamine), 25 mg/mL의 최종 농도 달성 하기 위해 클로 프롬에 분말으로 전달 지질을 분해.
    참고:-20 ° c.에 녹은 지질 저장
  2. 25 mg/mL 두 지질 재고 솔루션 사용. 녹은 DC-콜레스테롤과 유리 플라스 크에 녹아 마약의 80 µ L의 믹스 40 µ L.
    참고: 총 지질 금액은 3 mg 이다. 클로 프롬의 빠른 증발을 방지 하려면 pipetting 동안 얼음에 지질을 놓습니다.
  3. 아르곤 가스 흐름에서 15 분에 대 한 클로 프롬을 기체 화할. 그 후, a desiccator 실리 카 젤, 내부, 오픈 유리 플라스 크를 배치를 하룻밤 진공 나머지 클로 프롬, 증발 및 지질 영화 유리 플라스 크 안에 형성 되도록 적용.
    참고: 빠른 작업과 불필요 한 O2 접촉을 피하십시오.
  4. Nuclease 무료 물과 소용돌이 15 분 (그림 2A)에 대 한 서 스 펜 션의 1 mL와 함께 형성된 된 지질 영화 리하이드레이션 그 후, 1 h (그림 2B)에 대 한 쥡니다 목욕으로 정지를 놓습니다.
    참고: 중단 약간 흐린 것입니다.
  5. 제조업체의 지침에 따라 미니 압출 조립, 주사기 지질 중단와 압출 기의 양쪽에 채워진된 주사기와 빈 주사기를 놓습니다. X-서 스 펜 션 (그림 2C)을 돌출 하려면 25 x 20 다른 한 주사기에서 막 통해 지질 정지를 누릅니다.
    참고:는 NLps의 크기는 사용 하는 막의 기 공 크기에 의해 결정 됩니다.
  6. 추가 사용 때까지 4 ° C에서 유리 플라스 크에는 NLps를 저장 합니다.
    참고: 장기간된 보관 시간 후는 NLps 두어야 한다 다시 15 분 동안 쥡니다 목욕에 35 kHz 복잡 한 형성을 우회 하 여.

2. 생체 외에서 합성 mRNA의 전사

  1. EGFP 인코딩 준비 mRNA는 프로토콜에 따라 출판 이전34.
  2. 앞으로의 0.7 µ M와 플라스 미드에서 eGFP 시퀀스를 증폭 (5'-TTG GAC CCT CGT ACA GAA GCT AAT ACG-3')와 역 (5'-T120 CTT CTT 법 CAG GCT TTA TTC AAA GAC CA-3') 뇌관과는 중 합 효소는 PCR와 키트.
    1. 20 µ L 중 합 효소 키트에서 5 배 혼합의 뿐만 아니라 DNA (자료 테이블)의 녹는 동작을 변경 하는 상업 버퍼 솔루션의 20 µ L를 혼합. 각 (정방향 및 역방향) 뇌관의 7 µ L를 추가 합니다.
    2. 추가 25 중 합 효소 키트에서 혼합물을 중 합 효소의 2 µ L eGFP 플라스 미드의 ng.
      참고: 솔루션에 pipetting 전에 얼음에 중 합 효소를 유지.
    3. 추가 nuclease 무료 H2O 100 µ L의 볼륨까지 혼합물에.
    4. 1에서 프로토콜을 따르고 thermocycler에서 PCR 주기를 실행 합니다.
  3. PCR 정화 키트 eGFP 인코딩 DNA 시퀀스를 정화.
    1. 따라서, 바인딩 버퍼 키트에서 500 µ L를 PCR 솔루션을 혼합 하 고 정화 열을 채우기 위해 그것을 사용 하 여.
    2. 1 분 동안 최대 속도로 열을 원심 고는 여과 액을 버리고.
    3. 워시 버퍼 나 열, 최대에 다시 원심 분리기에 1 분 동안 속도 삭제는 filtrate의 750 µ L를 추가 합니다.
    4. 원심 분리기 단계 1 x 열 필터에서 버퍼를 제거를 반복 합니다.
    5. 신선한 1.5 mL 튜브에 열을 전송.
    6. 20 µ L nuclease 무료 H의 추가 열에2O 1 분 및 최대 속도에서 1 분 동안 원심 분리기에 품 어. 이 단계를 반복 합니다.
    7. Photometer와 DNA의 농도 측정 하 고-20 ° c.에 그것을 저장합니다
    8. 젤 전기 이동 법을 사용 하 여 DNA 품질 분석을 수행 합니다. 트리 스-Borate-EDTA (TBE) 버퍼에 agarose의 0.5 g을 추가 하 고 열 고 열에 전자 레인지에는 agarose는 완전히 녹아 때까지.
    9. 액체 agarose 젤 얼룩이 솔루션의 5 µ L 추가, 솔루션 젤 실로 젤 생산 될 때까지 기다립니다.
    10. 염료와 채워 12 µ L. 최종 볼륨까지 젤 우물에 DNA 샘플으로 DNA 사다리를 플라스틱 100 V에 1 시간에 대 한 전기를 실행 로드 x 6의 2 µ L로 DNA의 믹스 200 ng
    11. 젤 아래 자외선 젤 분석 역을 사용 하 여 분석 합니다.
  4. 녹음 방송 생체 외에서 생체 외에서 전사 키트 포함 T7 중 합 효소 DNA 순서에서 mRNA를 생성 하 실행 하 고 대체 Ψ UTP와 메 틸 CTP UTP와 CTP의 수정 된 뉴클레오티드.
    1. 생체 외에서 전사에 대 한 다음 표 2재료를 섞는다.
      참고: 대체 1.5 µ L 1시 10분으로 메 틸 CTP의 Cy3 CTP nuclease 무료 H에 희석 eGFP 생체 외에서 녹음 하는 동안2O mRNA는 mRNA의 Cy3 라벨을 달성 하기 위해.
    2. 37 ° c.에 4 h IVT 반응 혼합을 품 어
    3. 추가 1 µ L DNase의 T7 중 합 효소에서 내가 키트 및 DNA 템플렛 소화 37 ° C에서 15 분 동안 품 어.
  5. 정화는 mRNA, RNA 청소 키트를 사용 합니다.
    1. IVT 믹스 nuclease 무료 h 100 µ L의 볼륨을 채워2o.
    2. 아래로 pipetting으로 350 µ L의 세포의 용 해 버퍼와 믹스를 추가 합니다.
    3. 100% 에탄올의 250 µ L을 추가 하 고 다시 혼합. 정리 열으로 혼합 플라스틱
    4. 원심 분리기 15 g 및 삭제는 filtrate x 8000에서 s.
    5. 열, 15에 대 한 다시 원심 분리기에 세척 버퍼의 500 µ L를 추가 8000 x g및 제거는 filtrate에 s.
    6. 1 열 워시 워시 버퍼 및 8000 x g2 분에 대 한 원심 분리기의 500 µ L x.
    7. 신선한 1.5 mL 반응 관에 열을 이동 합니다. 2 mRNA elute nuclease 없는 H의 20 µ L의 1 분 외피에 의해 x2O 열 막에 최대 속도에서 1 분 원심 분리 하 여 다음.
  6. Dephosphorylation 키트를 사용 하 여 mRNA에서 인산 염 그룹을 제거 합니다. 4.5 µ L 10 x 인산 가수분해 효소 버퍼의와 인산 가수분해 효소의 1 µ L는 mRNA를 추가 하 고 37 ° c.에 1 시간에 대 한 품 어
  7. 정화는 mRNA 다시 다음 단계 2.5.1-2.5.7.
  8. Photometer와 mRNA concertation를 측정 합니다.
  9. 젤 전기 이동 법을 사용 하 여 순도 분석 하는 mRNA의 크기. 따라서, 같이 2.3.9-2.3.10에 설명 된 대로 agarose 젤을 준비 합니다.
    1. 혼합 3.3 µ L formamide, 37% 포름알데히드의 1 µ L, 남자, x 10의 1 µ L 200 염료 로드 x 6의 1.7 µ L의 mRNA의 ng nuclease 무료 H 10 µ L까지 채우는 각 샘플 및 RNA 마커2O.
    2. MRNA 변성 65 ° C에서 10 분 동안 혼합 품 어. MRNA와 RNA 마커 젤의 우물을 로드 하 고 100 V에 1 시간을 위한 젤을 실행.
    3. 자외선과 젤 의사 역을 사용 하 여 젤 분석.

3입니다. 합성 mRNA의 complexation

  1. 얼음, 합성 mRNA를 녹여 소용돌이, 그리고 원심 분리기 튜브를 열기 직전.
  2. 합성 mRNA의 믹스 10 µ L (mRNA 농도 100 ng / µ L) 1 µ L, 2.5 µ L, 5 µ L, 10 µ L, 또는 NLp 중지 20 µ L (NLp 집중력은 3 mg/mL). 짧게 원심 및 nanolipoplex 형성에 대 한 실 온 (RT)에서 20 분 동안 품 어.
    참고: pipetting으로 혼합 하지 마십시오. 이 볼륨의 손실로 이어질 수 있습니다. 곧 철저 한 혼합에 대 한 소용돌이입니다.
  3. 일반 셀 매체의 1 mL는 nanolipoplexes를 추가 하 고 아래로 pipetting으로 그들을 혼합.

4. Nanoliposomes의 캡슐화 효율의 분석

  1. RNA 정량화 키트를 사용 하 여 캡슐화 실험을 수행.
  2. 높은 범위에 대 한 형광 염료 1: 200와 낮은 범위 분석 결과 대 한 1:2,000를 diluting 하 여 작업 솔루션을 준비 합니다.
    참고: 얼음에 형광 염료를 녹여. 사용 하기 전에 직접 작업 솔루션을 준비 합니다.
  3. 높은 범위와 낮은 범위 표준 곡선의 eGFP 2 µ g/mL 재고 솔루션의 1 mL를 사용 하 여 준비 mRNA nuclease 무료 h에서2o.
    참고: 표준 곡선에 대 한 사용 하 여 캡슐화 실험에 사용 될 mRNA.
  4. 표 3 를 사용 하 여 높은 범위 표준 (20 ng/mL-1 µ g/mL)의 준비에 대 한.
  5. 낮은 범위 표준 희석 2 µ g/mL eGFP mRNA 재고 솔루션 1:20 100 ng/mL의 최종 농도 달성 하기 위해. 표 4에 설명 된 대로 낮은 범위 표준 (1 ng/mL-50 ng/mL)를 준비 합니다.
  6. 1 µ g의 eGFP 결합 mRNA (10 µ L) 및 NLps의 7.5 µ g (2.5 µ L) 및 실시간에 20 분 동안 품 어
    참고: 계속을 저하를 피하기 위해 얼음에 mRNA.
  7. Nuclease 없는 H의 1 mL을 추가 양식 nanolipoplexes을 위아래로 pipetting으로 믹스2O.
  8. 캡슐화 된 샘플을 표준 1: 200 또는 1:2,000 RNA 형광 염료 작업 솔루션의 1 mL을 추가 하 고 어둠 속에서 RT에 5 분 동안 품 어.
  9. 표준 및 샘플 중복에 검은 96 잘 접시에 플라스틱 및 530에서 형광 측정 microplate 리더 (그림 3) nm.

5입니다. 세포 Transfection에 대 한 준비

  1. 플레이트 1.5 x 105 A549 세포/12-잘 접시 transfection 이전 1 d의 잘.
  2. Transfection 전에 24 h에 대 한 일반 셀 매체 (DMEM/높은 포도 당 10% 태아 둔감 한 혈 청 [FBS], 2 m m L-글루타민, 1% 페니실린/스와 함께)에서 37 ° C, 5% CO2 에서 셀을 품 어.

6입니다. 세포의 transfection

  1. 준비는 세척 세포를 1 mL/잘 PBS 1 x (Ca 없이2 +Mg2 +).
  2. 1 µ g의 eGFP mRNA 캡슐 1 µ L, 2.5 µ L, 5 µ L, 10-µ L, 또는 20 µ L NLps A549 세포와 준비 된 접시의 한 우물을 포함 하는 준비 nanolipoplex 혼합물의 1 mL를 추가 합니다.
  3. Nanolipoplex 현 탁 액 셀에 추가 하 고 일반 조건 transfection 효능을 분석 하는 24 시간 또는 24 시간 및 transfection 후 세포 생존 능력 분석을 72 h에 품 어.
    참고: Transfection NLps와 중간 변화를 필요 하지 않습니다.

7. 세포 Transfection 효능 Cytometry 형광 현미경 검사 법을 사용 하 여 분석

  1. 제거는 상쾌한 1 mL로 세포 세척/나머지 NLps 제거 (없이 캘리포니아2 +/Mg2 +) PBS를 잘.
  2. Cytometry에 대 한 셀을 준비 합니다.
    1. Trypsinize 500 µ L/잘 트립 신/EDTA (0.05%) 3 분 중지에 대 한 37 ° C에를 가진 세포는 과정 하 고 일반 FBS 포함 된 매체의 동일한 금액 (500 µ L/잘)을 추가 하 여는 트립 신을 비활성화.
    2. 400 x g 에 5 분에 대 한 셀을 원심 고 셀 펠 릿을 건드리지 않고는 상쾌한을 조심 스럽게 제거.
    3. 1 mL의 PBS로 세포 세척 (Ca 없이2 +Mg2 +).
    4. Resuspend 1 x 고정 솔루션의 300 µ L에서 세포 고 흐름 cytometry 튜브로 셀을 전송.
    5. 488에서 세포 분석 흐름 cytometer (그림 4A)에 nm.
      참고: 소용돌이 측정 하기 전에 직접 x 1 셀.
  3. 형광 현미경 검사 법에 대 한 셀을 준비 합니다.
    1. 1 mL/음 100% 메탄올,-20 ° c.에 이전에 저장 된 셀 수정
    2. 추가 500 µ L/잘 300 nM DAPI (4, 6-diamidino-2-phenylindole) (없이 캘리포니아2 +/Mg2 +) PBS에 녹이 고 어둠 속에서 5 분 동안 품 어.
    3. DAPI 솔루션을 제거 하 고 다시 100% 메탄올-20 ° c.에 저장 된 셀 세척
    4. 형광 현미경 (그림 4B)를 사용 하 여 셀을 분석 합니다.
      참고: 사용 하 여 다음 여기/방출 파장: eGFP 488/509 nm, DAPI 358/461, 및 Cy3 550/570 nm.

8. 세포 생존 능력 분석 실험

  1. (페 놀 레드) 없이 RPMI의 1 mL에 MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium 브 로마 이드)의 5 mg을 디졸브.
    참고: 녹은 MTT 해야 더 희석된 1시 10분 (최종 농도: 0.5 mg/mL) 사용 하기 전에 RPMI에.
  2. 씻어 transfected 세포 3 x 1 mL/잘 PBS (Ca2 +/Mg2) 없이.
    참고: 일반 셀 매체의 수 완전히 제거 한다.
  3. 추가 1시 10분의 500 µ L/잘 셀에 MTT 솔루션을 희석 하 고 37 ° c.에 4 h에 대 한 품 어
  4. 부 화 후 셀에서 MTT 솔루션을 제거 하 고 추가 500 µ L/잘 DMSO (디 메 틸 sulfoxide). 37 ° c.에서 10 분 동안 다시 품 어
  5. 세 쌍둥이에서 DMSO 솔루션 클리어 아래 96 잘 접시에 플라스틱 및 540에 흡착 측정 nm microplate 리더를 사용 하 여.
  6. 100% 치료 세포의 생존 능력을 설정 하 고 치료 제어 셀 (그림 5)에 비해 다른 그룹의 세포 생존 능력 계산.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

설명 된 대로 프로토콜을 사용 하 여, DC-콜레스테롤과 마약 지질 구성 된 NLps 드라이 필름 방법 (그림 1)를 사용 하 여 준비 되었다. 준비를 하는 동안 nanoliposome 솔루션 탁 (그림 2)에서 다른 단계를 보여 줍니다.

NLps의 캡슐화 효능 다음 mRNA, 캡슐화 되지는 RNA 정량화 키트 (그림 3)를 사용 하 여 무료 금액을 분석 하 여 eGFP 인코딩 mRNA의 1 µ g의 캡슐 후 분석할 수 있습니다.

EGFP NLps, 형성된 nanolipoplexes 서로 다른 양의 mRNA 세포와 알을 품 수의 캡슐화 후 체 외에서 고 eGFP 표현 세포의 비율 분석 될 수 있다 교류 cytometry 24 h posttransfection (그림 4A)를 사용 하 여 . Nanoliposome 솔루션의도 1 µ L 셀 체 외의 높은 transfection를 달성 하기 위해 충분 하다. 셀 NLps Cy3 표시 eGFP 포함와 페는 때 mRNA를 세포질 (레드 형광), 이미 생산된 eGFP 단백질 (녹색 형광)에 있는 mRNA 수 eGFP 존재 시각 (그림 4B).

Nanolipoplexes를 사용 하 여 세포의 transfection는 셀에 불리 한 영향을 미칠 수, 세포의 생존 24 h (그림 5A) 테스트 했다 및 72 h (그림 5B) posttransfection. 세포 생존 능력에 아무 효과 셀 NLps 또는 nanolipoplexes, 2.5 또는 5 µ L로 각각 치료 했다 때 검출 될 수 있는.

Figure 1
그림 1: 양이온 nanoliposomes의 제조 프로세스의 도식 개요. 첫째, 녹아 지질 DC-콜레스테롤과 마약 유리 플라스 크에 함께 혼합 되어야 한다. 둘째, 보이는 클로 프롬 액체 아르곤 증발 한다 또는 질소 가스 흐름 및 클로 프롬 남은 하룻밤 사이에 진공 증발을 허용 한다. 셋째, 유리 플라스 크의 바닥에 형성된 된 지질 영화 nuclease 무료 h rehydrated 한다2O, multilamellar 리를 형성 하는 vortexing에 의해 따라. 통해 쥡니다 liposome 솔루션의 압출, 준비-사용 unilamellar NLps 생산 됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 2
그림 2: 제조 과정 중 여러 단계에서 nanoliposome 솔루션. (A)이이 그림 지질 영화와 (B)는 쥡니다 1 h (C) 목욕 후 뿐만 아니라 15 분, vortexing의 재 후 직접 liposome 솔루션 다음 압출의 25 주기를 보여 줍니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 3
그림 3: 캡슐화 된 nanoliposomes의 효능. 이 패널 표시 무료 eGFP의 정량화 NLps에 캡슐화 후 mRNA. 결과 ± SEM을 의미 하는 대로 표시 됩니다 (n = 3). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 4
그림 4: Transfection는 nanolipoplexes의 효능. (A)이이 패널 transfection eGFP mRNA 24 h posttransfection의 1 µ g를 캡슐화 하기 위해 서로 다른 양의 NLps 사용 하 여에 대 한 최고의 mRNA/nanoliposome 비율의 결정을 보여줍니다. (B)이이 패널 표시 Cy3 표시 된 합성 mRNA에 2.5 µ L의 검출 NLps와 셀 24 h posttransfection의 eGFP 식 (눈금 막대 = 50 µ m). 결과 ± SEM을 의미 하는 대로 표시 됩니다 (n = 3). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 5
그림 5: nanoliposomes와 캡슐화 된 mRNA transfection 후 생존 세포. 이 창에 표시 한 MTT 분석 결과 (A) 24 시간 및 (B) 72 h posttransfection을 사용 하 여 세포 생존 능력의 측정. 결과 ± SEM을 의미 하는 대로 표시 됩니다 (n = 3). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

단계 ° C에 온도 기간
1 95 5 분
2 94 15 s
3 55 1 분
4 72 1 분
5 2 30 이동 x
6 72 10 분
7 4 보류

표 1: PCR 주기 DNA 확대를 위한 프로토콜.

농도 금액
ATP 7, 5 m m 4 Μ L
GTP 1875 mM 1 Μ L
5'-Methylcytidin 7, 5 m m 3 Μ L
Ψ 7, 5 m m 3 Μ L
ARCA 2, 5 m m 10 Μ L
DNA 템플렛 1.5 µ g
버퍼 믹스 1 x 4 Μ L
T7 효소 혼합 4ΜL
RNase 억제제 1 Μ L
Nuclease 무료 물 최대 40 µ L를 채우기

표 2: 에 대 한 혼합은 생체 외에서 mRNA에 DNA의 녹음 방송.

양의 nuclease 무료 H2O (µ L) 양의 eGFP mRNA 높은 범위 재고 솔루션 (µ L) 볼륨 1: 200 형광 염료 (µ L)의 최종 농도 (ng/mL)
0 100 100 1000
50 50 100 500
90 10 100 100
98 2 100 20
100 0 100

표 3: 높은 범위 표준 곡선에 대 한 프로토콜.

양의 nuclease 무료 H2O (µ L) 양의 eGFP mRNA 범위가 낮은 재고 솔루션 (µ L) 볼륨 1: 2000 형광 염료 (µ L)의 최종 농도 (ng/mL)
0 100 100 50
50 50 100 25
90 10 100 5
98 2 100 1
100 0 100

표 4: 낮은 범위 표준 곡선에 대 한 프로토콜.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

제시 프로토콜 종합적 수정된 mRNA에 대 한 높은 캡슐화 효능 NLps의 세대 뿐만 아니라 세포에 생체 외에서의 신뢰할 수 있는 transfection에 설명합니다. 또한,는 NLps 차례로 셀 내부 기능적인 단백질으로 번역은 mRNA의 출시를 보장 합니다. 또한, NLps를 사용 하 여 transfections 일반 세포 매체에서 수행할 수 있습니다, 그리고 높은 결과 viabilities 동안 transfection, 세포 transfection 후 최대 3 일.

MRNA는 치료로 사용 하려면 자동 조립 시스템의 배달에 대 한 선호 이다. 가장 일반적인 transfection 시 약 양이온 지질, 리 등이 포함 됩니다. 로 리는 긍정적으로 충전, 부정적으로 위탁 된 핵 산 수 캡슐화 될, 그들의 세포 막 극복된35수의 정전기 반발 작용을 하므로. 양이온 지질 DC-콜레스테롤은 이미 이전 연구에서 설명 안정적이 고 생체 차량36로. 중립 지질 추가 마약 향상 된 transfection 효능37이끌어 낸다. 개요 장점 고려 위에서 언급 한, 이러한 지질 NLps의 준비에 대 한 선정 됐다. 또한, 이전 연구는이 두 지질 사용 바람직합니다 다른 부정적으로 위탁 된 핵 산38는 증가 세포 transfection 속도 때문 증명 하고있다.

NLps 및 nanolipoplexes의 성공적인 세대에 대 한 일부의 단계에 유의 중요 하다. O2에서 nanoliposome 세대의 절차를 실시 한다-무료 조건. NLp 생성 하는 동안 O2 의 존재는 인지질 및 감소 재현성39의 저하로 이어질 수 있습니다. 또한, 수정에도 불구 하 고 mRNA nucleases 통해 저하에 관하여 아주 과민 하다. 따라서, 지질 영화 재 대 한 RNase 무료 H2O의 사용이 좋습니다는 complexation 동안 mRNA 저하를 방지 하기 위해. 또한, RNase 무료 조건 nanolipoplexes의 스토리지에 대 한 보장 되어야 합니다.

또한, NLps 불안정 열역학 시스템 때문에 시간이 지남에 집계를 형성할 수 있습니다. 영향을 미치는 매개 변수 저장 온도40리 표면 충전 포함 됩니다. NLp 집계 liposome 막 불안 및 mRNA 세포 외 공간에서 가난한 transfection 효능과 mRNA 저하로 이어지는41, 해제 하는 원하지 않는의 위험에 발생할 수 있습니다. 그러나, 이전 표시, nanolipoplexes 집계 또는 transfection 효능35의 손실 없이 최대 6 개월까지 4 ° C에서 저장 될 수 있습니다.

마약 캐리어 시스템으로 서 리를 사용 하 여 두 약물 전달의 중요 한 문제 해결할 수 있습니다. 리 저하에서 캡슐화 된 약물을 보호 하 고 수 동적 대상 조직 간 또는 골16같은 불연속 피를 수 있습니다. 치료 핵 산, 입자 크기 및 캡슐화 같은 매개 변수 전달에 대 한 용량은 자주 차량의 평가 및 세포질 통풍 관에 대 한 중요 합니다. 특히, 나노미터 스케일에 리의 크기 세포 막42 와 함께 상호 작용을 허용 하 고, 그로 인하여 이다, vivo에서 사용 나중에 대 한 중요 한. 첫째, 리는 신장과 간 시스템43를 통해 허가 피하기 위해 충분히 작은 되어야 합니다. 둘째, liposome 크기는 원하는 장기의 세포를 대상으로 혈관의 벽을 극복 하는 데 도움이 됩니다. 그것은 리 100-300 nm의 크기 범위에서 효율적으로 transfect hepatocytes44; 수 있었다 보고 했다 그러나, 대형 리 (예를 들어, 400 nm)45내 피 방 벽 극복 하지 못했습니다.

설명된 방법은 mRNA 배달을 위해 설립 되었습니다, 하지만 그것 또한 예측에 관한 같은 다른 핵 산 치료제에 구현할 수 있습니다. 최근 연구에서 우리는 예측에 관한 126 선택적으로 타겟팅 할 수 있습니다, 따라서, 복 부 대동맥 동맥 류 개발 효과적으로 막 았된46수를 증명 하고있다. DNA/RNA 치료제 세포와 직접 접촉으로 올 때 혈소판 활성화 등의 부작용이 발생할 수 있습니다, 리 내 포장 피할 수 있다, 따라서 그것은 더 유리한47렌더링. 따라서, 여기에 제시 된 메서드는 매우 다양 한 이며 많은 질병에 대 한 약물 전달 설계에 사용할 수 있습니다. 설립된 프로토콜 뿐만 아니라 정의 된 크기와 효율적인 mRNA 캐리어의 신속 하 고 비용 효율적인 생성을 허용 하지만 또한 지질 제제는 특정 응용 프로그램의 필요에 따라 사용자 지정 가능성을 제공 합니다: (1)의 크기는 리는; 필터를 변경 하 여 쉽게 변경할 수 있습니다. (2) 충전 된 리의 표면을 사용 하 여, 예를 들어 폴 리 에틸렌 글리콜, vivo에서 응용 프로그램48동안 안정성과 지연 혈액 클리어런스를 증가 수정 될 수 있습니다. 특정 항 체는 리에의 바인딩 캡슐화 된 약49의 타겟된 배달을 허용합니다. 추가 검사 및 물리적 특성에 대 한 자세한 통찰력, 프로토콜 여전히 시 향상 시킬 수 있습니다.

리의 생성에 대 한 세 가지 일반적인 방법을 사용할 수 있습니다: 드라이 필름, 에탄올 주입 및 역 상 증발. 양 에 연구,이 세 가지 제조 기술 했다35비교. 정의 된 크기와 솔루션에는 동등 하 게 분배 리 드라이 필름 메서드를 사용 하 여 생성 될 수 있습니다 발견 했다. 드라이 필름 절차에서 실시 하는 또한,이 연구 결과 200의 정의 된 크기와 NLps의 생산에, 균질 배급, 및 높은 캡슐화 용량.

한 손에 리의 포지티브 차지 증가 캡슐화 용량 및 더 나은 셀 표면 퓨전50,51,52, 리드 하지만 다른 한편으로, 그것은 세포 막 불안정 하 고 활성화 수 있습니다. 다른 면역 활성화 경로 그리고 세포 죽음27,53. 그러나, 양이온 지질 apoptotic 속성 도우미 지질 마약54,55를 사용 하 여 최소화할 수 있습니다. 장 외에의해 연구에서 liposome 생성 하는 동안 DC 콜레스테롤 및 마약 1:2 비율 핵 산38을 사용 하 여 가장 효율적인 세포 transfection에 이르게 발견 했다. 현재 연구에서 구현 하는 방법에 지질 영화 준비 하는 동안 지질 비율 1:2 DC-콜레스테롤, 마약의 혼합된 지질 서 스 펜 션에 사용 되 고 준비 된 리 led 높은 transfection 효능, 동시에, 높은 셀 생존 능력입니다. 비슷한 결과 또한 Ciani56 Farhood37등 다른 연구자에 의해 발견 됐다.

전반적으로, 리 임상 시험, 훌륭한 생체 적합성 및 낮은 독성 vivo에서 년 동안 사용 되었습니다. MRNA와 함께, NLps 드 노 보 원하는 단백질의 합성을 유도 하에 세포 나 장기에서 생체 외에서 그리고 vivo에서, mRNA의 효율적인 배달을 위해 사용할 수 있습니다. 치료 응용 프로그램, 관련 nanolipoplexes에에서 사용 될 수, 예를 들어 경 피 세포 재생을 활성화 하기 위해 mRNA 배달57 또는 스프레이 상처 치유 패치 폐의 치료에 대 한 mRNA58 nebulization에 대 한 질병59,60 낭 성 섬유 증 등.

제시 프로토콜 NLps 드라이 필름 메서드를 생체 외에서 의 효율적인 캡슐화에 사용할 수 있습니다 사용의 발생에 대 한 쉬운 접근 방법 복사할 mRNA와 셀의 안전 transfection 보장 합니다.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

저자는 공개 없다.

Acknowledgments

없음

Materials

Name Company Catalog Number Comments
(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) AppliChem, Darmstadt, Germany A2231
(3β-[N-(N′,N′-dimethylaminoethane)-carbamoyl]cholesterol hydrochloride (DC-Cholesterol) Avanti, Alabama, USA 700001
4 ′,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) Thermo Fisher Scientific, Darmstadt, Germany D1306
BD FACScan system BD Biosciences, Heidelberg, Germany
Cell Fix (10x) BD Biosciences, Heidelberg, Germany 340181
Chloroform Merck, Darmstadt, Germany 102445
Dimethyl sulfoxid (DMSO) Serva Electrophoresis GmbH, Heidelberg, Germany 20385.02
Dioleoyl phosphatidylethanolamine (DOPE) Avanti, Alabama, USA 850725
Fluorescence microscope Zeiss Axio, Oberkochen, Germany
Lipofectamine 2000 Thermo Fisher Scientific, Darmstadt, Germany 11668019
Mini extruder Avanti, Alabama, USA
Nuclease-free water Qiagen, Hilden, Germany 129114
Opti-Mem Thermo Fisher Scientific, Darmstadt, Germany 11058021
PBS buffer (w/o Ca2+/Mg2+) Thermo Fisher Scientific, Darmstadt, Germany 70011044
Quant-iT Ribo Green RNA reagent kit Thermo Fisher Scientific, Darmstadt, Germany Q33140
RPMI (w/o phenol red) Thermo Fisher Scientific, Darmstadt, Germany 11835030
Silica gel Carl Roth, Karlsruhe, Germany P077
Trypsin/EDTA (0.05%) Thermo Fisher Scientific, Darmstadt, Germany 25300054
HotStar HiFidelity Polymerase Kit Qiagen, Hilden, Germany 202602
QIAquick PCR Purification Kit Qiagen, Hilden, Germany 28104

Pseudouridine-5'-Triphosphate (Ψ-UTP)
TriLink Biotechnologies, San Diego, USA N-1019
5-Methylcytidine-5'-Triphosphate (Methyl-CTP) TriLink Biotechnologies, San Diego, USA N-1014
Cyanine 3-CTP PerkinElmer, Baesweiler, Germany NEL580001EA
RNeasy Mini Kit Qiagen, Hilden, Germany 74104
MEGAscript T7 Transcription Kit Thermo Fisher Scientific, Darmstadt, Germany AM1333
3´-O-Me-m7G(5')ppp(5')G RNA Cap Structure Analog New England Biolabs, Ipswich, USA S1411L
Antarctic Phosphatase New England Biolabs, Ipswich, USA M0289S
Agarose Thermo Fisher Scientific, Darmstadt, Germany 16500-500
GelRed Biotium, Fremont, USA 41003
peqGOLD DNA ladder mix VWR, Pennsylvania, USA 25-2040
Invitrogen 0.5-10kb RNA ladder Fisher Scientific, Göteborg,
Sweden
11528766

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Sahin, U., Kariko, K., Tureci, O. mRNA-based therapeutics--developing a new class of drugs. Nature Reviews Drug Discovery. 13 (10), 759-780 (2014).
  2. Yamamoto, A., Kormann, M., Rosenecker, J., Rudolph, C. Current prospoects for mRNA gene delivery. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 71 (3), 484-489 (2009).
  3. Williams, P. D., Kingston, P. A. Plasmid-mediated gene therapy for cardiovascular disease. Cardiovascular Research. 91 (4), 565-576 (2011).
  4. Devoldere, J., Dewitte, H., De Smedt, S. C., Remaut, K. Evading innate immunity in nonviral mRNA delivery: don't shoot the messenger. Drug Discovery Today. 21 (1), 11-25 (2016).
  5. Laguens, R. P., Crottogini, A. J. Cardiac regeneration: the gene therapy approach. Expert Opinion on Biological Therapy. 9 (4), 411-425 (2009).
  6. Hadas, Y., Katz, M. G., Bridges, C. R., Zangi, L. Modified mRNA as a therapeutic tool to induce cardiac regeneration in ischemic heart disease. Wiley Interdisciplinary Reviews: Systems Biology and Medicine. 9 (1), (2017).
  7. Zohra, F. T., Chowdhury, E. H., Akaike, T. High performance mRNA transfection through carbonate apatite-cationic liposome conjugates. Biomaterials. 30 (23-24), 4006-4013 (2009).
  8. Youn, H., Chung, J. -K. Modified mRNA as an alternative to plasmid DNA (pDNA) for transcript replacement and vaccination therapy. Expert Opinion on Biological Therapy. 15 (9), 1337-1348 (2015).
  9. Avci-Adali, M., et al. Optimized conditions for successful transfection of human endothelial cells with in vitro synthesized and modified mRNA for induction of protein expression. Journal of Biological Engineering. 8 (1), 8 (2014).
  10. Akbarzadeh, A., et al. Liposome: classification, preparation, and applications. Nanoscale Research Letters. 8 (1), 102 (2013).
  11. Michel, T., Wendel, H. -P., Krajewski, S. Next-generation Therapeutics: mRNA as a Novel Therapeutic Option for Single-gene Disorders. Modern Tools for Genetic Engineering. Kormann, M. , IntechOpen. 3-20 (2016).
  12. Karikó, K., et al. Incorporation of pseudouridine into mRNA yields superior nonimmunogenic vector with increased translational capacity and biological stability. Molecular Therapy: The Journal of the American Society of Gene Therapy. 16 (11), 1833-1840 (2008).
  13. Anderson, B. R., et al. Incorporation of pseudouridine into mRNA enhances translation by diminishing PKR activation. Nucleic Acids Research. 38 (17), 5884-5892 (2010).
  14. Michel, T., et al. Cationic Nanoliposomes Meet mRNA: Efficient Delivery of Modified mRNA Using Hemocompatible and Stable Vectors for Therapeutic Applications. Molecular Therapy - Nucleic Acids. 8 (September), 459-468 (2017).
  15. Tran, M. A., Watts, R. J., Robertson, G. P. Use of Liposomes as Drug Delivery Vehicles for Treatment of Melanoma. Pigment Cell & Melanoma Research. 22 (4), 388-399 (2009).
  16. Immordino, M. L., Dosio, F., Cattel, L. Stealth liposomes: review of the basic science, rationale, and clinical applications, existing and potential. International Journal of Nanomedicine. 1 (3), 297-315 (2006).
  17. Ross, P. C., Hui, S. W. Lipoplex size is a major determinant of in vitro lipofection efficiency. Gene Therapy. 6 (4), 651-659 (1999).
  18. Xing, H., Hwang, K., Lu, Y. Recent Developments of Liposomes as Nanocarriers for Theranostic Applications. Theranostics. 6 (9), 1336-1352 (2016).
  19. Felgner, P. L., et al. Lipofection: a highly efficient, lipid-mediated DNA-transfection procedure. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 84 (21), 7413-7417 (1987).
  20. Leventis, R., Silvius, J. R. Interactions of mammalian cells with lipid dispersions containing novel metabolizable cationic amphiphiles. Biochimica et Biophysica Acta. 1023 (1), 124-132 (1990).
  21. Behr, J. P., Demeneix, B., Loeffler, J. P., Perez-Mutul, J. Efficient gene transfer into mammalian primary endocrine cells with lipopolyamine-coated DNA. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 86 (18), 6982-6986 (1989).
  22. Gao, X., Huang, L. A novel cationic liposome reagent for efficient transfection of mammalian cells. Biochemical and Biophysical Research Communications. 179 (1), 280-285 (1991).
  23. Martin, B., et al. The design of cationic lipids for gene delivery. Current Pharmaceutical Design. 11 (3), 375-394 (2005).
  24. Yang, S. Y., et al. Comprehensive study of cationic liposomes composed of DC-Chol and cholesterol with different mole ratios for gene transfection. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 101, 6-13 (2013).
  25. Bennett, M. J., Nantz, M. H., Balasubramaniam, R. P., Gruenert, D. C., Malone, R. W. Cholesterol enhances cationic liposome-mediated DNA transfection of human respiratory epithelial cells. Bioscience Reports. 15 (1), 47-53 (1995).
  26. Son, K. K., Patel, D. H., Tkach, D., Park, A. Cationic liposome and plasmid DNA complexes formed in serum-free medium under optimum transfection condition are negatively charged. Biochimica et Biophysica Acta. 1466 (1-2), 11-15 (2000).
  27. Lonez, C., Vandenbranden, M., Ruysschaert, J. M. Cationic lipids activate intracellular signaling pathways. Advanced Drug Delivery Reviews. 64 (15), 1749-1758 (2012).
  28. Malone, R. W., Felgner, P. L., Verma, I. M. Cationic liposome-mediated RNA transfection. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 86 (16), 6077-6081 (1989).
  29. Zohra, F. T., Maitani, Y., Akaike, T. mRNA delivery through fibronectin associated liposome-apatite particles: a new approach for enhanced mRNA transfection to mammalian cell. Biological and Pharmaceutical Bulletin. 35 (1), 111-115 (2012).
  30. Rejman, J., Tavernier, G., Bavarsad, N., Demeester, J., De Smedt, S. C. mRNA transfection of cervical carcinoma and mesenchymal stem cells mediated by cationic carriers. Journal of Controlled Release. 147 (3), 385-391 (2010).
  31. Balazs, D. A., Godbey, W. Liposomes for use in gene delivery. Journal of Drug Delivery. 2011, 326497 (2011).
  32. Bulbake, U., Doppalapudi, S., Kommineni, N., Khan, W. Liposomal Formulations in Clinical Use: An Updated Review. Pharmaceutics. 9 (2), (2017).
  33. Abraham, M. K., et al. Nanoliposomes for Safe and Efficient Therapeutic mRNA Delivery: A Step Toward Nanotheranostics in Inflammatory and Cardiovascular Diseases as well as Cancer. Nanotheranostics. 1 (2), 154-165 (2017).
  34. Avci-Adali, M., et al. In vitro synthesis of modified mRNA for induction of protein expression in human cells. Journal of Visualized Experiments. 93 (93), e51943 (2014).
  35. Yang, S., Chen, J., Zhao, D., Han, D., Chen, X. Comparative study on preparative methods of DC-Chol/DOPE liposomes and formulation optimization by determining encapsulation efficiency. International Journal of Pharmaceutics. 434 (1-2), 155-160 (2012).
  36. Caracciolo, G., Amenitsch, H. Cationic liposome/DNA complexes: from structure to interactions with cellular membranes. European Biophysics Journal. 41 (10), 815-829 (2012).
  37. Farhood, H., Serbina, N., Huang, L. The role of dioleoyl phosphatidylethanolamine in cationic liposome mediated gene transfer. Biochimica et Biophysica Acta. 1235 (2), 289-295 (1995).
  38. Zhang, Y., et al. DC-Chol/DOPE cationic liposomes: a comparative study of the influence factors on plasmid pDNA and siRNA gene delivery. International Journal of Pharmaceutics. 390 (2), 198-207 (2010).
  39. Klein, R. A. The detection of oxidation in liposome preparations. Biochimica et Biophysica Acta. 210 (3), 486-489 (1970).
  40. Ming-Ren Toh, G. N. C. C. Liposomes as sterile preparations and limitations of sterilisation techniques in liposomal manufacturing. Asian Journal of Pharmaceutical Sciences. 8 (2), 88-95 (2013).
  41. Torchilin, V. P., Omelyanenko, V. G., Lukyanov, A. N. Temperature-dependent aggregation of pH-sensitive phosphatidyl ethanolamine-oleic acid-cholesterol liposomes as measured by fluorescent spectroscopy. Analytical Biochemistry. 207 (1), 109-113 (1992).
  42. Rabinovich, P. M., Weissman, S. M. Cell engineering with synthetic messenger RNA. Methods in Molecular Biology. 969, 3-28 (2013).
  43. Ishida, T., Harashima, H., Kiwada, H. Liposome clearance. Bioscience Reports. 22 (2), 197-224 (2002).
  44. Freise, J., Muller, W. H., Brolsch, C., Schmidt, F. W. "In vivo" distribution of liposomes between parenchymal and non parenchymal cells in rat liver. Biomedicine. 32 (3), 118-123 (1980).
  45. Roerdink, F., Dijkstra, J., Hartman, G., Bolscher, B., Scherphof, G. The involvement of parenchymal, Kupffer and endothelial liver cells in the hepatic uptake of intravenously injected liposomes. Effects of lanthanum and gadolinium salts. Biochimica et Biophysica Acta. 677 (1), 79-89 (1981).
  46. Wang, X., et al. Dual-Targeted Theranostic Delivery of miRs Arrests Abdominal Aortic Aneurysm Development. Molecular Therapy. 26 (4), 1056-1065 (2018).
  47. Flierl, U., et al. Phosphorothioate backbone modifications of nucleotide-based drugs are potent platelet activators. Journal of Experimental Medicine. 212 (2), 129-137 (2015).
  48. Woodle, M. C. Controlling liposome blood clearance by surface-grafted polymers. Advanced Drug Delivery Reviews. 32 (1-2), 139-152 (1998).
  49. Sawant, R. R., Torchilin, V. P. Challenges in development of targeted liposomal therapeutics. The AAPS Journal. 14 (2), 303-315 (2012).
  50. Ewert, K. K., Evans, H. M., Bouxsein, N. F., Safinya, C. R. Dendritic cationic lipids with highly charged headgroups for efficient gene delivery. Bioconjugate Chemistry. 17 (4), 877-888 (2006).
  51. Elouahabi, A., Ruysschaert, J. M. Formation and intracellular trafficking of lipoplexes and polyplexes. Molecular Therapy. 11 (3), 336-347 (2005).
  52. Hoekstra, D., Rejman, J., Wasungu, L., Shi, F., Zuhorn, I. Gene delivery by cationic lipids: in and out of an endosome. Biochemical Society Transactions. 35 (Pt 1), 68-71 (2007).
  53. Lonez, C., Vandenbranden, M., Ruysschaert, J. M. Cationic liposomal lipids: from gene carriers to cell signaling. Progress in Lipid Research. 47 (5), 340-347 (2008).
  54. Filion, M. C., Phillips, N. C. Toxicity and immunomodulatory activity of liposomal vectors formulated with cationic lipids toward immune effector cells. Biochimica et Biophysica Acta. 1329 (2), 345-356 (1997).
  55. Takano, S., Aramaki, Y., Tsuchiya, S. Physicochemical properties of liposomes affecting apoptosis induced by cationic liposomes in macrophages. Pharmaceutical Research. 20 (7), 962-968 (2003).
  56. Ciani, L., et al. DOTAP/DOPE and DC-Chol/DOPE lipoplexes for gene delivery studied by circular dichroism and other biophysical techniques. Biophysical Chemistry. 127 (3), 213-220 (2007).
  57. Benson, H. A. Elastic Liposomes for Topical and Transdermal Drug Delivery. Methods in Molecular Biology. 1522, 107-117 (2017).
  58. Johler, S. M., Rejman, J., Guan, S., Rosenecker, J. Nebulisation of IVT mRNA Complexes for Intrapulmonary Administration. PLoS One. 10 (9), e0137504 (2015).
  59. Mays, L. E., et al. Modified Foxp3 mRNA protects against asthma through an IL-10-dependent mechanism. Journal of Clinical Investigation. 123 (3), 1216-1228 (2013).
  60. Kormann, M. S., et al. Expression of therapeutic proteins after delivery of chemically modified mRNA in mice. Nature Biotechnology. 29 (2), 154-157 (2011).

Tags

생명 공학 문제 144 mRNA nanoliposomes 마약 DC-콜레스테롤 캡슐화 transfection 배달 치료제
<em>체 외에서</em> 의 효율적인 배달 양이온 Nanoliposomes의 세대 문자 메신저 RNA
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Michel, T., Link, A., Abraham, M.More

Michel, T., Link, A., Abraham, M. K., Schlensak, C., Peter, K., Wendel, H. P., Wang, X., Krajewski, S. Generation of Cationic Nanoliposomes for the Efficient Delivery of In Vitro Transcribed Messenger RNA. J. Vis. Exp. (144), e58444, doi:10.3791/58444 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter