شماره ركورد
23910
شماره راهنما
BIOTECH3 37
عنوان
سنتز سيستم نوين نانوچهارچوب فلز-آلي زيركونيوم فومارات پوشانده شده با پلي اتيلن ايمين عامل¬دار شده با فلوئور و ساپونين به منظور تحويل ژن كد كننده¬ي پروتئين فلورسنت سبز
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
ريززيست فناوري (نانو بيوتكنولوژي)
دانشكده
علوم و فناوري هاي نوين
تاريخ دفاع
1403/06/25
صفحه شمار
85 ص.
استاد راهنما
اصغر طاهري كفراني , مهدي كريمي
كليدواژه فارسي
چهارچوب فلز-آلي , ژن¬درماني , انتقال پلاسميد , پلي¬اتيلن¬ايمين , سلول¬هاي سرطاني
چكيده فارسي
امروزه، انتقال ژن به داخل سلولاز طريق نانوحاملها به عنوان يك ابزار قدرتمند در زمينه پزشكي مورد توجه قرار گرفته است. اين رويكرد همواره با چالشهايي از جمله ناكارآمد بودن نانوساختارهاي موجود در انتقال موثر ژن به داخل سلول روبرو بوده است. يكي از نانوحامل¬هاي كارآمد در انتقال ژن به داخل سلول، چهارچوبهاي فلز-آلي است. اين ساختارمتخلخل از تركيبات فلزي و ليگاندهاي آلي تشكيل ميشود و مي¬توان به ويژگي¬هاي منحصر به فرد آن از جمله ساختار پيچيده سهبعدي، پايداري شيميايي، قابليت تنظيم اندازه حفرات و كانالها و قابليت جذب مولكول اشاره نمود. در اين مطالعه، به منظور افزايش توانايي انتقال ژن به داخل انواع سلول¬ها، از نوعي نانوساختار هيبريدي كه شامل چهارچوب فلز-آلي زيركونيوم فومارات با پليمر پلي اتيلن ايمين است، استفاده شد. از دلايل انتخاب چهارچوب فلز-آلي زيركونيوم فومارات، دارا بودن ويژگي¬هاي منحصر به فرد از جمله ثبات شيميايي، قابليت انتقال ژن¬ها به داخل سلول و عدم تحريك دستگاه ايمني است. ابتدا، نانوساختار مذكور به روش سولووترمال سنتز شد. در مرحله بعد پليمر پلي اتيلن ايمين با وزن مولكولي پايين با ساپونين و گروه¬هاي فلوئورين اصلاح و محصول نهايي با برهمكنش¬هاي الكترواستاتيك بر روي چهارچوب فلز-آلي زيركونيوم فومارات بارگذاري شد و به منظور انتقال پلاسميد بيان كننده¬ي پروتئين فلورسنت سبز به داخل سلول¬هاي جنيني كليه انسان (HEK 293T)استفاده شد. نه تنها، نانوسامانه¬ي حاصل توانايي بالا حدود 90 درصد در انتقال پلاسميد بيان كننده پروتئين فلورسنت از خود نشان داد، بلكه در غلظت پايين پلاسميد و حضور 30 درصدي سرم جنين گاوي كارايي بالايي در انتقال ژن از خود به نمايش گذاشت. ميزان انتقال پلاسميد به داخل سلول توسط روش فلوسايتومتري ارزيابي شد و ميزان انتقال در محيط كشت سلول¬هاي جنيني كليه انسان بدون سرم جنين گاوي، در محيط حاوي غلظت پايين پلاسميد و در محيط كشت سلول¬هاي جنيني كليه انسان حاوي 30 درصد سرم جنين گاوي، به ترتيب حدود 60، 80 و 40 درصد گزارش شد. به علاوه نانوذرات اشاره شده به منظور سامانه¬ي تحويل پلاسميد به رده¬هاي مختلف سلولهاي سرطاني از جمله دو رده¬ي سلول سرطاني پستان در انسان (MCF7) سلول¬هاي سرطان كلون در انسان (HCT119)، سلول فيبروبلاست جنين موش (NIH3T3) و رده¬ي سلول عصبي موش (PC12) مورد بررسي قرار گرفتند. بيشترين ميزان ترنسفكت در رده¬ي سلولي PC12 حاصل شد. آزمون سميت سلولي بر روي سلول¬¬هاي جنيني كليه¬ي انسان انجام و ميزان زنده¬ماني سلول¬هاي مذكور در مواجهه با نانوسامانه¬ي مورد مطالعه بيش از 90 درصد گزارش شد و مشخص شد اين ساختار داراي سميت كمتري نسبت به پليمر پلي اتيلن ايمين با وزن مولكولي 25 كيلودالتون و پلي اتيلن ايمين اصلاح شده با ساپونين و فلوئور است. بنابراين در اين پژوهش با دست يافتن به بهره¬ي بالاي انتقال پلاسميد مورد نظر به داخل سلول¬هاي اشاره شده، چهارچوب فلز-آلي زيركونيوم فومارات_ پلي اتيلن ايمين اصلاح شده با ساپونين و فلوئور، با دارا بودن خواص منحصر به فرد به عنوان يك حامل غير ويروسي مناسب براي انتقال كارآمد ژن معرفي شد.
كليدواژه لاتين
Metal-organic framework , Gene therapy , Plasmid transfer , Polyethyleneimine , Cancer cells
عنوان لاتين
Synthesis of a new system of metal-organic zirconium fumarate nano framework coated with polyethyleneimine functionalized with fluorine and saponin in order to deliver the gene coding for green fluorescent protein
گروه آموزشي
زيست فناوري
چكيده لاتين
nowadays, gene transfer into cells through nano-carriers has gained attention as a powerful tool in the fields of medicine and biology. This approach has always faced challenges, including the inefficiency of existing nanostructures in the effective transfer of genes into cells. One of the efficient nano-carriers for gene delivery into cells is metal-organic frameworks (MOFs). This porous structure is composed of metal compounds and organic ligands, and it possesses unique features, including a complex three-dimensional structure, chemical stability, tunable pore sizes and channels, and molecular adsorption capability. In this study, to enhance the ability to transfer genes into various cell types, a hybrid nanostructure comprising zirconium fumarate metal-organic framework and polyethyleneimine polymer was utilized. The choice of zirconium fumarate metal-organic framework was due to its unique properties, including chemical stability, ability to deliver genes into cells, and lack of immune system stimulation. Initially, the mentioned nanostructure was synthesized using a solvothermal method. Subsequently, low molecular weight polyethyleneimine (2 KD) was modified with saponin and fluorine groups, and the final product was loaded onto the zirconium fumarate metal-organic framework through electrostatic interactions for the purpose of transferring a plasmid expressing fluorescent protein into human kidney embryonic cells. Not only did the resultant nanosystem show a high capability in transferring the plasmid expressing fluorescent protein, but it also demonstrated high efficiency in gene transfer at low plasmid concentrations and in the presence of 30% bovine fetal serum. The amount of plasmid transfer into the cells was evaluated using flow cytometry, with transfer rates reported as approximately 60%, 80%, and 40% in environments without bovine fetal serum, with low plasmid concentration, and with 30% bovine fetal serum, respectively. Furthermore, the mentioned nanoparticles were investigated for plasmid delivery to various cancer cell lines, including two human breast cancer cell lines (PC12 and MCF7), human colon cancer cells (HCT119), mouse embryonic fibroblasts (NIH3T3), and mouse neuronal cells (PC12). The highest transfection rate was observed in the PC12 cell line. Cytotoxicity testing on human kidney embryonic cells showed that the survival rate of these cells when exposed to the studied nanosystem was over 90%, indicating that this structure has lower toxicity compared to 25 KD polyethyleneimine and saponin- and fluorine-modified polyethyleneimine. Therefore, in this research, achieving a high efficiency in transferring the desired plasmid into the mentioned cells, the zirconium fumarate metal-organic framework modified with polyethyleneimine, saponin, and fluorine was introduced as a suitable non-viral carrier for efficient gene transfer due to its unique properties.
تعداد فصل ها
4
فهرست مطالب pdf
75673
نويسنده