研究新型奈米粒子載體結合核糖核酸干擾調控在細胞內蛋白之表現

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：32

、訪客IP：3.145.152.242

姓名

凃雅琪(Ya-chi Tu) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學學系

論文名稱

研究新型奈米粒子載體結合核糖核酸干擾調控在細胞內蛋白之表現
(Designed Novel Nanocarriers for the Efficient Intracellular siRNA Delivery and Gene Silencing)

相關論文

★ 天然物 Faveline methyl ether 之合成研究	★ 人體突變生長激素受質膜內區段與半乳醣凝集素-12的表現、純化與結晶
★ 具芳香環胺基酸與內環狀結構之中孔洞材料的合成、鑑定與應用	★ 以手性亞碸催化劑進行醛的不對稱乙基化反應之研究
★ 噁噻硼烷－氯化鎵錯合物催化不對稱 Diels-Alder 反應之研究	★ 開發心肌缺氧後再灌流傷害用藥與近紅外光染劑的高效率微脂體包覆方法
★ Total Synthesis of Pikrosalvin, Simplexene C, D and Synthetic Studies toward Swartziarboreol G and Simplexene B	★ Understanding the Depolymerization of Biomass-derived Polysaccharides: Recrystallization while Hydrolyzing Polysaccharides
★ 以手性有機硫催化劑進行不對稱環丙烷化反應並應用於合成吡咯類化合物之研究	★ 一、以掌性硫化合物進行不對稱 [4+1] 環化反應並應用在吲哚啉類化合物的合成研究二、掌性共價有機框架材料的設計與合成並應用在多烯環化反應
★ 第一章以手性硫催化劑進行不對稱 [4+1] 環化反應並應用於合成吲哚類化合物之研究第二章設計與合成手性共價有機骨架並應用至不對稱多烯環化反應	★ 以開環置換聚合反應合成手性共價有機框架材料並將其應用於不對稱催化多烯環化反應之研究
★ 利用光固化材料調控R3CE的界面共價修飾及其對三維細胞培養的影響	★ 流感病毒血球凝集素(II)膜外區域之物理化學特性分析
★ 中孔洞材料SBA-15及其官能基化衍生材料對溶液中污染物之吸附應用	★ 人類生長激素受體細胞膜內部份的純化與結構探討

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

至系統瀏覽論文 ( 永不開放)

摘要(中)

干擾性核醣核酸 (Ribonucleic acid Interference，RNAi)，這個充滿潛力的應用，結合藥物設計將開啟醫療的新紀元。
　　RNAi 作用場所在細胞膜內，所需克服的首要困難是必須使其具有透膜的特性。正確化學修飾提高 RNAi 的作用分子 siRNA (small interference RNA，siRNA)，其穿過細胞膜低微可能性，保護 siRNA 抵禦酵素的降解的同時也保有釋放效率。相較於現今文獻中結構複雜的多功能載體，本實驗合成出了一個結構相對簡單的載體如 Scheme 1，由聚乙二醇 (Polyethylene glycol，PEG) 和 siRNA 為主體，兩者以具光裂解特性的連結體 (Photocleavable Linker，PL) 相連，其特性是照射 365 nm 波長的光會誘發其斷裂。
　　此穿膜的載體設計的目的是期望以 PEG 提高載體疏水性及 siRNA 之穩定性；光照斷裂的連結體解決釋放上的調控問題，提高 RNAi 的效率。在沒有陽離子胜肽聚合物或是相反離子 (Counter Ion) 等高分子的協助下，此複合體依然自組裝形成結構完整的圓形粒子，實驗數據結果顯示，GFPsiRNA (Green Fluorescent Protein siRNA) 有機會被攜入進細胞內，抑制目標基因的趨勢。

摘要(英)

Delivery of small interfering RNA (siRNA) has been one of the major hurdles for the application of RNA interference in therapeutics. The penetration of cell membrane for siRNA still exists the great difficulty. Thus, in order to overcome this challenge, we synthesized a complex with polyethylene glycol (PEG), photocleavable linker (PL), and thiolated siRNA for expecting success in siRNA penetration. Without incorporation of the cationic lipid or polymers with counter ions. PEG-PL-siRNA is still likely to form well-shaped particles. Interestingly, our data shows that those nanocarriers were effectively taken up by cells and then knocked down the expression of GFP gene.

關鍵字(中)

★ 奈米粒子載體
★ 短片段核糖核酸運輸
★ 綠色螢光蛋白

關鍵字(英)

★ nano carrier
★ GFP silencing
★ RNA interference
★ siRNA delivery

論文目次

謝誌 .......................................................................................................... I
中文摘要 ............................................................................................... III
英文摘要 ............................................................................................... IV
目錄 ........................................................................................................ V
Scheme ..................................................................................................VIII
Figure ........................................................................................................X
Table .........................................................................................................X
第一章　緒論 ..........................................................................................1
1-1　前言 .................................................................................................2
1-2　RNAi的發現 ...................................................................................3
1-3　RNAi 的機制 .................................................................................5
1-4　RNAi的應用與發展 .......................................................................8
1-4-1 RNAi的優勢 ........................................................................8
1-4-2 RNAi在醫療應用上的困難 ................................................8
1-4-3 迄今的發展 ..........................................................................9
1-4-4 RNAi在疾病治療上的應用................................................13
1-5 實驗動機及目的 ..........................................................................14
第二章　材料、合成及方法 ..................................................................16
2-1　載體設計 ...................................................................................... 17
2-1-1　聚乙二醇 PEG ...................................................................18
2-1-2　特殊修飾的 siRNA ...........................................................20
2-1-3　光誘發斷裂的連結體 PL ..................................................22
2-1-4　載體結構討論及光照斷裂過程 .......................................23
2-2　合成部分........................................................................................ 24
2-2-1　PL-PEG ...............................................................................24
2-2-2　PL-PEG 及 siRNA 的合成 .............................................24
2-3　實驗及鑑定儀器 ...................................................................27
2-3-1　高效能液相層析儀 (HPLC)...............................................27
2-3-2　可見光紫外光分光光譜儀 (UV/VIS Spectophotometer) 28
2-3-3　膠體電泳 (Gel Electrophoresis) ........................................28
2-3-4　動態光散射儀 (Dynamic Light Scattering) ......................39
2-3-5 表面電位分析儀 (Zeta Potential Analyzer) ......................30
2-3-6　穿透式電子顯微鏡 (Transmission Electron Microscopy) 30
2-3-7　細胞實驗 (In Vitro Test) ....................................................31
第三章　結果與討論 ....................................................................32
3-1　目標產物之結果與成效探討 siRNA21bp-PL-PEG5k ....................32
3-1-1　高效能液相層析 (HPLC) ..................................................33
3-1-2　電泳 (Electrolysis) .............................................................34
3-1-3　細胞實驗 (in vitro test) ......................................................35
3-1-4　動態散射光譜 (DLS) ........................................................36
3-1-5　穿透式電子顯微鏡 (TEM) ...............................................37
3-1-6　表面電位分析儀 (Zeta Potential Analyzer) ......................39
3-2　目標產物之構型與探討 ...............................................................39
3-3　不同光照連結體之差異探討 .......................................................39
3-3-1　動態散射光譜　.................................................................42
　　3-3-2　穿透式電子顯微鏡之影像 ...............................................44
3-4　穿透細胞膜路徑之探討 ...............................................................46
第四章　結論 ........................................................................................48
第五章　參考文獻 ................................................................................50
第六章　附錄 ....................................................... ................................54
(附錄一) 含積分區域之各化合物層析圖

參考文獻

(1) Napoli, C.; Lemieux, C.; Jorgensen, R. Plant Cell 1990, 2, 279.
(2) Romano, N.; Macino, G. Mol. Microbiol. 1992, 6, 3343.
(3) Fire, A.; Xu, S. Q.; Montgomery, M. K.; Kostas, S. A.; Driver, S. E.; Mello, C. C. Nature 1998, 391, 806.
(4) Novina, C. D.; Murray, M. F.; Dykxhoorn, D. M.; Beresford, P. J.; Riess, J.; Lee, S. K.; Collman, R. G.; Lieberman, J.; Shankar, P.; Sharp, P. A. Nat. Med. 2002, 8, 681.
(5) Hutvagner, G.; Zamore, P. D. Science 2002, 297, 2056.
(6) Voinnet, O. Nat. Rev. Genet. 2005, 6, 206.
(7) Ding, S. W.; Li, H. W.; Lu, R.; Li, F.; Li, W. X. Virus Res. 2004, 102, 109.
(8) Anandalakshmi, R.; Pruss, G. J.; Ge, X.; Marathe, R.; Mallory, A. C.; Smith, T. H.; Vance, V. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1998, 95, 13079.
(9) Llave, C.; Xie, Z. X.; Kasschau, K. D.; Carrington, J. C. Science 2002, 297, 2053.
(10) Lucy, A. P.; Guo, H. S.; Li, W. X.; Ding, S. W. Embo J. 2000, 19, 1672.
(11) Plasterk, R. H. A.; Ketting, R. F. Curr. Opin. Genet. Dev. 2000, 10, 562.
(12) Etemadmoghadam, B.; Guo, S.; Kemphues, K. J. Cell 1995, 83, 743.
(13) Elbashir, S. M.; Harborth, J.; Lendeckel, W.; Yalcin, A.; Weber, K.; Tuschl, T. Nature 2001, 411, 494.
(14) Chiu, Y. L.; Rana, T. M. Mol. Cell 2002, 10, 549.
(15) Bernstein, E.; Caudy, A. A.; Hammond, S. M.; Hannon, G. J. Nature 2001, 409, 363.
(16) Liu, J. D.; Carmell, M. A.; Rivas, F. V.; Marsden, C. G.; Thomson, J. M.; Song, J. J.; Hammond, S. M.; Joshua-Tor, L.; Hannon, G. J. Science 2004, 305, 1437.
(17) Song, J. J.; Smith, S. K.; Hannon, G. J.; Joshua-Tor, L. Science 2004, 305, 1434.
(18) Palatnik, J. F.; Allen, E.; Wu, X. L.; Schommer, C.; Schwab, R.; Carrington, J. C.; Weigel, D. Nature 2003, 425, 257.
(19) Yekta, S.; Shih, I. H.; Bartel, D. P. Science 2004, 304, 594.
(20) Guo, X. D.; Tandiono, F.; Wiradharma, N.; Khor, D.; Tan, C. G.; Khan, M.; Qian, Y.; Yang, Y. Y. Biomaterials 2008, 29, 4838.
(21) Harborth, J.; Elbashir, S. M.; Vandenburgh, K.; Manninga, H.; Scaringe, S. A.; Weber, K.; Tuschl, T. Antisense Nucleic Acid Drug Dev. 2003, 13, 83.
(22) Feinberg, E. H.; Hunter, C. P. Science 2003, 301, 1545.
(23) Read, M. L.; Logan, A.; Seymour, L. W. In Non-Viral Vectors for Gene Therapy, 2nd Edition: Part 1; Huang, L., Hung, M. C., Wagner, E., Eds.; Elsevier Academic Press Inc: San Diego, 2005; Vol. 53, p 19.
(24) Dykxhoorn, D. M.; Lieberman, J. Cell 2006, 126, 231.
(25) Soutschek, J.; Akinc, A.; Bramlage, B.; Charisse, K.; Constien, R.; Donoghue, M.; Elbashir, S.; Geick, A.; Hadwiger, P.; Harborth, J.; John, M.; Kesavan, V.; Lavine, G.; Pandey, R. K.; Racie, T.; Rajeev, K. G.; Rohl, I.; Toudjarska, I.; Wang, G.; Wuschko, S.; Bumcrot, D.; Koteliansky, V.; Limmer, S.; Manoharan, M.; Vornlocher, H. P. Nature 2004, 432, 173.
(26) Song, E. W.; Zhu, P. C.; Lee, S. K.; Chowdhury, D.; Kussman, S.; Dykxhoorn, D. M.; Feng, Y.; Palliser, D.; Weiner, D. B.; Shankar, P.; Marasco, W. A.; Lieberman, J. Nat. Biotechnol. 2005, 23, 709.
(27) Sorensen, D. R.; Leirdal, M.; Sioud, M. J. Mol. Biol. 2003, 327, 761.
(28) Jiang, W.; Miyamoto, T.; Kakizawa, T.; Sakuma, T.; Nishio, S. I.; Takeda, T.; Suzuki, S.; Hashizume, K. J. Endocrinol. 2004, 182, 295.
(29) Nagahara, S.; Minakuchi, Y.; Takeshita, F.; Honma, K.; Hanai, K.; Sano, A.; Ochiya, T. Mol. Ther. 2004, 9, S315.
(30) Muratovska, A.; Eccles, M. R. FEBS Lett. 2004, 558, 63.
(31) Bourseau-Guilmain, E.; Bejaud, J.; Griveau, A.; Lautram, N.; Hindre, F.; Weyland, M.; Benoit, J. P.; Garcion, E. Int. J. Pharm. 2012, 423, 93.
(32) Patil, M. L.; Zhang, M.; Minko, T. ACS Nano 2011, 5, 1877.
(33) Kim, N.; Jiang, D. H.; Jacobi, A. M.; Lennox, K. A.; Rose, S. D.; Behlke, M. A.; Salem, A. K. Int. J. Pharm. 2012, 427, 123.
(34) Yang, X. Z.; Dou, S.; Sun, T. M.; Mao, C. Q.; Wang, H. X.; Wang, J. J. Control. Release 2011, 156, 203.
(35) Miller, V. M.; Gouvion, C. M.; Davidson, B. L.; Paulson, H. L. Nucleic Acids Res. 2004, 32, 661.
(36) Hong, C. S.; Goins, W. F.; Goss, J. R.; Burton, E. A.; Glorioso, J. C. Gene Ther. 2006, 13, 1068.
(37) Tavintharan, S.; Chi, L. S.; Fang, S. C.; Arunmozhiarasi, A.; Jeyaseelan, K. Curr. Mol. Med. 2009, 9, 281.
(38) Harper, S. Q.; Staber, P. D.; He, X. H.; Eliason, S. L.; Martins, I. H.; Mao, Q. W.; Yang, L.; Kotin, R. M.; Paulson, H. L.; Davidson, B. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005, 102, 5820.
(39) Xia, H. B.; Mao, Q. W.; Eliason, S. L.; Harper, S. Q.; Martins, I. H.; Orr, H. T.; Paulson, H. L.; Yang, L.; Kotin, R. M.; Davidson, B. L. Nat. Med. 2004, 10, 816.
(40) Kim, D. H.; Rossi, J. J. Nat. Rev. Genet. 2007, 8, 173.
(41) Zhang, Y.; Zhang, Y. F.; Bryant, J.; Charles, A.; Boado, R. J.; Pardridge, W. M. Clin. Cancer Res. 2004, 10, 3667.
(42) Chandna, P.; Saad, M.; Wang, Y.; Ber, E.; Khandare, J.; Vetcher, A. A.; Soldatenkov, V. A.; Minko, T. In Mol. Pharm. 2007; Vol. 4, p 668.
(43) Kim, S. H.; Jeong, J. H.; Lee, S. H.; Kim, S. W.; Park, T. G. J. Control. Release 2006, 116, 123.
(44) Lee, B. T.; Murdoch, K.; Topping, J.; Jones, M. G. K.; Kreis, M. Plant Sci. 1991, 78, 237.
(45) Niven, R. W.; Whitcomb, K. L.; Shaner, L.; Ralph, L. D.; Habberfield, A. D.; Wilson, J. V. J. Control. Release 1994, 32, 177.
(46) Gou, L. F.; Murphy, C. J. J. Mater. Chem. 2004, 14, 735.
(47) Kakizawa, Y.; Furukawa, S.; Kataoka, K. J. Control. Release 2004, 97, 345.
(48) Itaka, K.; Kanayama, N.; Nishiyama, N.; Jang, W. D.; Yamasaki, Y.; Nakamura, K.; Kawaguchi, H.; Kataoka, K. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 13612.
(49) Schiffelers, R. M.; Ansari, A.; Xu, J.; Zhou, Q.; Tang, Q. Q.; Storm, G.; Molema, G.; Lu, P. Y.; Scaria, P. V.; Woodle, M. C. Nucleic Acids Res. 2004, 32.
(50) Harada, A.; Kataoka, K. Macromolecules 2003, 36, 4995.
(51) Dykxhoorn, D. M.; Novina, C. D.; Sharp, P. A. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2003, 4, 457.
(52) Czauderna, F.; Fechtner, M.; Dames, S.; Aygun, H.; Klippel, A.; Pronk, G. J.; Giese, K.; Kaufmann, J. Nucleic Acids Res. 2003, 31, 2705.
(53) Schwarz, D. S.; Hutvagner, G.; Du, T.; Xu, Z. S.; Aronin, N.; Zamore, P. D. Cell 2003, 115, 199.
(54) Zamore, P. D.; Tuschl, T.; Sharp, P. A.; Bartel, D. P. Cell 2000, 101, 25.
(55) Birmingham, A.; Anderson, E. M.; Reynolds, A.; Ilsley-Tyree, D.; Leake, D.; Fedorov, Y.; Baskerville, S.; Maksimova, E.; Robinson, K.; Karpilow, J.; Marshall, W. S.; Khvorova, A. Nat. Methods 2006, 3, 487.
(56) Reynolds, A.; Leake, D.; Boese, Q.; Scaringe, S.; Marshall, W. S.; Khvorova, A. Nat. Biotechnol. 2004, 22, 326.
(57) Mittal, V. Nat. Rev. Genet. 2004, 5, 355.
(58) Asai, T.; Matsushita, S.; Kenjo, E.; Tsuzuku, T.; Yonenaga, N.; Koide, H.; Hatanaka, K.; Dewa, T.; Nango, M.; Maeda, N.; Kikuchi, H.; Oku, N. Bioconjugate Chem. 2011, 22, 429.
(59) Jung, S.; Lee, S. H.; Mok, H.; Chung, H. J.; Park, T. G. J. Control. Release 2010, 144, 306.

指導教授

謝發坤(Fa-kuen Shieh)

審核日期

2012-8-20

推文