Name: therapeutic gene delivery and transfection in human pancreatic cancer cells using epidermal growth factor receptor-targeted gelatin nanoparticles
Uploaded: 2012-01-04T13:00:00
Duration: 8 min 35 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Therapeutic Gene Delivery and Transfection in Human Pancreatic Cancer Cells using Epidermal Growth Factor Receptor-targeted Gelatin Nanoparticles at JoVE.com

מחקר זה נתמך על ידי בנות הברית הסרטן של המכון הלאומי ננוטכנולוגיה עבור מרכז הסרטן הסרטן ננוטכנולוגיה אקסלנס (CCNE) מענק U54-CA151881.

<ol>
	<li>Vimalachandran, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetics+and+prevention+of+pancreatic+cancer.">Genetics and prevention of pancreatic cancer.</a> Cancer. Control. 11, 6-14 (2004).</li><li>Kommareddy, S., Amiji, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+and+evaluation+of+thiol-modified+gelatin+nanoparticles+for+intracellular+DNA+delivery+in+response+to+glutathione.">Preparation and evaluation of thiol-modified gelatin nanoparticles for intracellular DNA delivery in response to glutathione.</a> Bioconjug. Chem. 16, 1423-1432 (2005).</li><li>Kommareddy, S., Amiji, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Poly(ethylene+glycol)-modified+thiolated+gelatin+nanoparticles+for+glutathione-responsive+intracellular+DNA+delivery.">Poly(ethylene glycol)-modified thiolated gelatin nanoparticles for glutathione-responsive intracellular DNA delivery.</a> Nanomedicine. 3, 32-42 (2007).</li><li>Kommareddy, S., Amiji, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antiangiogenic+gene+therapy+with+systemically+administered+sFlt-1+plasmid+DNA+in+engineered+gelatin-based+nanovectors.">Antiangiogenic gene therapy with systemically administered sFlt-1 plasmid DNA in engineered gelatin-based nanovectors.</a> Cancer. Gene. Ther. 14, 488-498 (2007).</li><li>Kommareddy, S., Amiji, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biodistribution+and+pharmacokinetic+analysis+of+long-circulating+thiolated+gelatin+nanoparticles+following+systemic+administration+in+breast+cancer-bearing+mice.">Biodistribution and pharmacokinetic analysis of long-circulating thiolated gelatin nanoparticles following systemic administration in breast cancer-bearing mice.</a> J. Pharm. Sci. 96, 397-407 (2007).</li><li>Kaul, G., Amiji, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tumor-targeted+gene+delivery+using+poly(ethylene+glycol)-modified+gelatin+nanoparticles:+in+vitro+and+in+vivo+studies.">Tumor-targeted gene delivery using poly(ethylene glycol)-modified gelatin nanoparticles: in vitro and in vivo studies.</a> Pharm. Res. 22, 951-961 (2005).</li><li>Bardeesy, N., DePinho, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pancreatic+cancer+biology+and+genetics.">Pancreatic cancer biology and genetics.</a> Nat. Rev. Cancer. 2, 897-909 (2002).</li><li>Li, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+and+characterization+of+a+novel+peptide+ligand+of+epidermal+growth+factor+receptor+for+targeted+delivery+of+therapeutics.">Identification and characterization of a novel peptide ligand of epidermal growth factor receptor for targeted delivery of therapeutics.</a> FASEB. J. 19, 1978-1985 (2005).</li><li>McCormick, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+gene+therapy:+fringe+or+cutting+edge.">Cancer gene therapy: fringe or cutting edge.</a> Nat. Rev. Cancer. 1, 130-141 (2001).</li><li>Green, D. R., Kroemer, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytoplasmic+functions+of+the+tumour+suppressor+p53.">Cytoplasmic functions of the tumour suppressor p53.</a> Nature. 458, 1127-1130 (2009).</li><li>Barton, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Abnormalities+of+the+p53+tumour+suppressor+gene+in+human+pancreatic+cancer.">Abnormalities of the p53 tumour suppressor gene in human pancreatic cancer.</a> Br. J. Cancer. 64, 1076-1082 (1991).</li></ol>

אין ניגודי אינטרסים הכריז.

בקרה EGFR חלקיקים ממוקדת ג&#39;לטין thiolated היו מוכנים עם אנקפסולציה DNA יציבות יעילה. גודל החלקיקים של כל המערכות הללו היו בטווח של 150-250 ננומטר בקוטר. פוטנציאל זטה הוכיח כי מערכת זו היא מערכת שלילי במקצת. עם ניתוח SEM, בגדלים של חלקיקים היו זהים עם תוצאה Zetasizer. ניתוח ESCA יכול לאשר PEG ושינוי פני הפפטיד. ניתוח כתם המערבי הראו כי Panc-1 התאים לו ביטוי ברמות גבוהות EGFR וזה קו תא שימש במבחנה. הן מלאה את פני השטח שונה, חלקיקים היו יחסית ציטוטוקסיות פחות Panc-1 תאים לעומת PEI. מחקרים הראו סחר Cell ספיגת מהירה לשחרר פלסמיד של EGFR במיקוד חלקיקים Panc-1 תאים. משלוח של ה-DNA כתב פלסמידים עם המבטא EGFR במיקוד חלקיקים הביא לרמות הגבוהות ביותר שלGFP יחסית פקדים אחרים, כולל ה-DNA Lipofectin-ומורכבת הביטוי. עם אותה מערכת, transfection עם WT-p53 פלסמיד שהפעילה את מסלול אפופטוטיים במורד הזרם ו אפופטוזיס מהיר המושרה Panc-1 תאים. אלה תוצאות ראשוניות מצביעות על כך EGFR במיקוד חלקיקי ג&#39;לטין thiolated יכול לשמש מערכת יעיל ובטוח DNA מסירה עבור ריפוי גנטי לטיפול בסרטן הלבלב.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם מגיב </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגי </td><td> תגובות </td></tr><tr><td> סוג B ג&#39;לטין, בלום 225 </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> G9391 </td><td></td></tr><tr><td> 2-iminothiolane hydrochloride </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> I6256 </td><td></td></tr><tr><td> pEGFP-N1 פלסמיד </td><td> Elim Biopharm </td><td> N / A </td><td></td></tr><tr><td> pORF-hp53 E. coli </td><td> Invivogen </td><td> porf-hp53 </td><td></td></tr><tr><td> פתרון Glyoxal (40wt.% ב H 2 O) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 128465 </td><td></td></tr><tr><td> גליצין </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 410225-250 </td><td></td></tr><tr><td> QIA לסנן ערכת מגה פלסמיד </td><td> Qiagen </td><td> 12281 </td><td></td></tr><tr><td> Beckman LE ultracentrifuge 80k </td><td> Beckman </td><td> N / A </td><td></td></tr><tr><td> FreeZone מסוף 6 ליטר להקפיא מערכות יבש </td><td> Labconco </td><td> 7753020 </td><td></td></tr><tr><td> MPEG-SCM, MW 2000 Da </td><td> Laysan </td><td> MPEG-SCM-2k-1g </td><td></td></tr><tr><td> MAL-PEG-SCM, MW 2000 Da </td><td> Jenkem טכנולוגיה </td><td> A5001-1 </td><td></td></tr><tr><td> Zetasizer Nano </td><td> Malvern </td><td> Zetasizer ננו ZS </td><td></td></tr><tr><td> Hitachi 4800 פליטת שדה סריקת מיקרוסקופ אלקטרונים </td><td> Hitachi </td><td> S-4800 UHR FE-SEM </td><td></td></tr><tr><td> קוואנט-IT PicoGreen dsDNA מגיב ערכות </td><td> Invitrogen </td><td> P7589 </td><td></td></tr><tr><td> Transfection Lipofectin מגיב </td><td> Invitrogen </td><td> 18292011 </td><td></td></tr><tr><td> DMEM </td><td> Mediatech cellgro </td><td> 10 013 ס&quot;מ </td><td></td></tr><tr><td> RPMI </td><td> Mediatech cellgro </td><td> 50 020 PB </td><td></td></tr><tr><td> פירס Assay BCA חלבון Kit </td><td> Thermo Scientific </td><td> 23225 </td><td></td></tr><tr><td> iBlot מערכת סופג יבש </td><td> Invitrogen </td><td> IB1001 </td><td></td></tr><tr><td> XCell SureLock Mini-Cell ו XCell השנייה כתם מודול ערכת CE Mark </td><td> Invitrogen </td><td> EI0002 </td><td></td></tr><tr><td> פירס ECL המערבי סופג התשתית </td><td> Thermo Scientific </td><td> 32109 </td><td></td></tr><tr><td> Kodak Digital X-ray (DXS) הדגימה מערכת </td><td> קודאק </td><td> N / A </td><td>; </td></tr><tr><td> CellTiter 96 א.ק. Cell ueous פתרון אחד הפצת Assay (MTS) </td><td> Promega </td><td> G3580 </td><td></td></tr><tr><td> BioTek SynergyHT צלחת הקורא </td><td> BioTek </td><td> N / A </td><td></td></tr><tr><td> Nanodrop 2000 </td><td> Thermo Scientific </td><td> N / A </td><td></td></tr><tr><td> צעד אחד RT-PCR ערכת </td><td> Qiagen </td><td> 210212 </td><td></td></tr><tr><td> הכרומטין עיבוי / חדירות ממברנה / ערכת המלח אפופטוזיס Cell </td><td> Invitrogen </td><td> V23201 </td><td></td></tr><tr><td> Apo-ONE ערכת אחידים caspase-07/03 Assay </td><td> Promega </td><td> G7790 </td><td></td></tr><tr><td> Hybaid PCR ספרינט תרמי Cycler </td><td> Thermo Scientific </td><td> N / A </td><td></td></tr><tr><td> קולטן EGF נוגדן </td><td> תאאיתות </td><td> 2232 </td><td></td></tr><tr><td> β-אקטין נוגדן </td><td> תא האיתות </td><td> 4967 </td><td></td></tr><tr><td> Anti-IgG ארנבת, HRP-linked נוגדן </td><td> תא האיתות </td><td> 7074 </td><td></td></tr><tr><td> נוגדנים חד שבטיים עכבר-GFP </td><td> נובוס הביולוגיים </td><td> NB600-597 </td><td></td></tr><tr><td> GFP polyclonal עיזים נוגדן (phosphatase אלקליין) </td><td> נובוס הביולוגיים </td><td> NB600-1502 </td><td></td></tr><tr><td> התשתית phosphatase Kit </td><td> Thermo Scientific </td><td> 37620 </td><td></td></tr></tbody></table>

therapeutic gene delivery and transfection in human pancreatic cancer cells using epidermal growth factor receptor-targeted gelatin nanoparticles

יותר מ 32,000 חולים מאובחנים עם סרטן הלבלב בארצות הברית בשנה, המחלה קשורה עם תמותה גבוהה מאוד 1. קיים צורך דחוף לפתח קלינית לתרגום רומן אסטרטגיות טיפוליות שיכולות לשפר את הסטטיסטיקה העגומה ההישרדות של חולי סרטן הלבלב. למרות בריפוי גנטי של סרטן הראו הבטחה עצומה, האתגר העיקרי הוא בפיתוח של מערכת המסירה בטוח ויעיל, אשר יכול להוביל ביטוי transgene מתמשכת. לטין הוא אחד biopolymer הטבע המגוונים ביותר, בשימוש נרחב במוצרי מזון ותרופות. מחקרים קודמים של המעבדה שלנו הראו כי סוג ב &#39;ג&#39;לטין יכול פיזית לתמצת DNA, אשר שימרה את המבנה supercoiled של יעילות transfection פלסמיד ומשופר עם מסירת תאיים. עד thiolation של ג&#39;לטין, הקבוצות sulfhydryl יכול להיות מוחדר פולימר והיה fהאג&quot;ח ORM דיסולפיד בתוך חלקיקים, אשר מייצב את הקשר כל דיסולפיד מורכבים ופעם נשבר בשל נוכחותם של גלוטתיון ב cytosol, מטען ישוחרר 2-5. פולי (אתילן גליקול) (PEG), שונה גנס, כאשר ניתנת למחזור הדם מערכתית, מספק ארוכי מחזור פעמים מעדיפים מטרות מסת הגידול עקב החדירות-היפר של neovasculature על ידי חדירות משופרת אפקט שימור 6. מחקרים הראו על הביטוי של הקולטן לגורם הצמיחה אפידרמיס (EGFR) על Panc-1 אדם אדנוקרצינומה תאים בלבלב 7. על מנת פעיל היעד סרטן הלבלב קו התא, פפטידים EGFR ספציפי היה מצומדות על פני החלקיקים דרך spacer PEG. 8 רוב אנטי הגידול טיפולים גן מתמקדים הממשל של גנים מדכאי סרטן, כגון p53 wild-type (WT-p53), כדי להחזיר את תפקוד הפרו אפופטוטיים בתאי 9 </sup&gt;. מנגנון p53 פונקציות כמו מסלול איתות קריטי צמיחת תאים, המסדירה אפופטוזיס, מחזור תא מעצר, חילוף חומרים ותהליכים אחרים 10. בשנת סרטן הלבלב, רוב התאים יש מוטציות בחלבון p53 וגורם אובדן של פעילות אפופטוטיים. עם כניסתה של p53-wt, אפופטוזיס ניתן לתיקון נוסף מעורר מוות של תאים בתאי סרטן 11. בהתבסס על הרציונל האמור לעיל, עיצבנו EGFR מיקוד פפטיד שונה חלקיקי ג&#39;לטין thiolated למסירה WT-p53 גן ויעילות משלוח מוערכת ב transfection Panc-1 תאים.

Watch this Scientific Journal Video about Therapeutic Gene Delivery and Transfection in Human Pancreatic Cancer Cells using Epidermal Growth Factor Receptor-targeted Gelatin Nanoparticles at JoVE.com

Therapeutic Gene Delivery and Transfection in Human Pancreatic Cancer Cells using Epidermal Growth Factor Receptor-targeted Gelatin Nanoparticles

סוג B ג&#39;לטין מערכת מבוססת nanovectors מהונדסים (גנס) פותחה עבור משלוח גן transfection מערכתית בטיפול בסרטן הלבלב. על ידי שינוי עם קולטן גורם הצמיחה אפידרמיס (EGFR) פפטיד מסוים על פני השטח של nanparticles, הם יכולים למקד על הקולטן EGFR ולשחרר פלסמיד תחת צמצום הסביבה, כגון ריכוזים גבוהים גלוטתיון תאיים.

משלוח ין transfection ב אדם בתאי סרטן הלבלב באמצעות גורם גדילה עוריות קולטן במיקוד לטין מבוסס Nanovectors מתוכנן

More than 32,000 patients are diagnosed with pancreatic cancer in the United States per year and the disease is associated with very high mortality 1. ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Evaluation of Polymeric Gene Delivery Nanoparticles by Nanoparticle Tracking Analysis and High-throughput Flow Cytometry

הערכת משלוח גן פולימרית חלקיקים על ידי Nanoparticle מעקב ניתוח וזרימת cytometry תפוקה גבוהה

Non-viral gene delivery using polymeric nanoparticles has emerged as an attractive approach for gene therapy to treat genetic diseases1 and as a ...

Transplantation of Induced Pluripotent Stem Cell-derived Mesoangioblast-like Myogenic Progenitors in Mouse Models of Muscle Regeneration

השתלה של תאי גזע פלוריפוטנטיים המושרה נגזר Mesoangioblast כמו אבות מיוגניים במודלים עכבר של התחדשות שרירים

Patient-derived iPSCs could be an invaluable source of cells for future autologous cell therapy protocols. iPSC-derived myogenic stem/progenitor cells ...

Programming Stem Cells for Therapeutic Angiogenesis Using Biodegradable Polymeric Nanoparticles

תאי גזע תכנות טיפולי אנגיוגנזה שימוש אורגניים פולימריים חלקיקים

Controlled vascular growth is critical for successful tissue regeneration and wound healing, as well as for treating ischemic diseases such as stroke, ...

Electrospinning Growth Factor Releasing Microspheres into Fibrous Scaffolds

גורם הגדילה Electrospinning שחרור מיקרוסכמות לתוך סיביים פיגומים

This procedure describes a method to fabricate a multifaceted substrate to direct nerve cell growth.  This system incorporates mechanical, topographical, ...

Studying the Stoichiometry of Epidermal Growth Factor Receptor in Intact Cells using Correlative Microscopy

לומד את ההרכב של עוריות Growth Factor Receptor בתאים השלמים באמצעות מתאם מיקרוסקופית

This protocol describes the labeling of epidermal growth factor receptor (EGFR) on COS7 fibroblast cells, and subsequent correlative fluorescence ...

Delivery of Therapeutic siRNA to the CNS Using Cationic and Anionic Liposomes

משלוח siRNA טיפולית על מערכת העצבים המרכזית באמצעות קטיוני anionic ליפוזומים

Prion diseases result from the misfolding of the normal, cellular prion protein (PrPC) to an abnormal protease resistant isomer called PrPRes.  The ...

Polyelectrolyte Complex for Heparin Binding Domain Osteogenic Growth Factor Delivery

קומפלקס polyelectrolyte למשלוח גורם הגדילה osteogenic דומיין כריכה הפרין

During reconstructive bone surgeries, supraphysiological amounts of growth factors are empirically loaded onto scaffolds to promote successful bone ...

Manufacture and Drug Delivery Applications of Silk Nanoparticles

יישומי ייצור משלוח סמים של חלקיקי משי

Silk is a promising biopolymer for biomedical and pharmaceutical applications due to its outstanding mechanical properties, biocompatibility and ...

Preparation and Characterization of Novel HDL-mimicking Nanoparticles for Nerve Growth Factor Encapsulation

הכנה ואפיון של נוזל HDL מחקה ננו-חלקיקים עבור אנקפסולציה גורם העצב הגדילה

The objective of this article is to introduce preparation and characterization methods for nerve growth factor (NGF)-loaded, high-density, lipoprotein ...

Designing Porous Silicon Films as Carriers of Nerve Growth Factor

עיצוב הסיליקון הנקבובי סרטים כמו נשאים של גורם הגדילה העצבי

Despite the great potential of NGF for treating neurodegenerative diseases, its therapeutic administration represents a significant challenge as the ...