Palmitic acid modification on arginine peptides for effective delivery of plasmid DNA to human mesenchymal stem cells (hMSCs)
- 발행기관 서강대학교 생명과학과
- 지도교수 양재명
- 발행년도 2010
- 학위수여년월 2010. 2
- 학위명 석사
- 학과 일반대학원 생명과학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000045611
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교의 논문은 저작권에 의해 보호받습니다
초록/요약
골수나 결합조직으로부터 채취된 인간 중간엽줄기세포는 다양한 중간엽세포로 분화 가능하므로 세포 치료 및 유전자 치료의 매체로서 각광받고 있다. 본 연구에서는 인간 중간엽줄기세포내로의 효율적인 유전자 도입을 위한 유전자 전달체인 아르기닌 펩타이드와 팔미트산을 붙인 아르기닌 펩타이드의 transfection 효율을 비교하고 팔미트산을 붙인 아르기닌 펩타이드의 transfection 조건을 최적화하였다. 이와 더불어 형광 표지 된 DNA를 이용하여 두 펩타이드의 세포 내 유입 양상을 FACS를 이용하여 측정하였다. 전하 비율이 증가함에 따라 두 전달체의 transfection효율 또한 증가하였으나 동일한 조건하에서 팔미트산이 붙은 아르기닌 펩타이드는 아르기닌 펩타이드 보다 더 높은 transfection 효율을 보였다. 그러나 전하 비율이 6.0 일 때 팔미트산이 붙은 아르기닌 펩타이드의 세포 독성은 현저히 증가하였다. 팔미트산이 붙은 아르기닌 펩타이드의 transfection조건을 최적화하기 위해 추가적인 실험을 수행하였다. DNA 양에 따른 transfection 효율은 처리해준 양에 의존적으로 증가하였다. 그러나 세포독성은DNA 양이3 μg/well 일 때까지는 나타나지 않았지만 그 이상의 양에서는 증가하여 6 μg/well에서는 세포 생존율이47.69% 로 감소하였다. Transfection 효율은 다양한 복합체의 크기에 의해 영향을 받았는데 60분 동안 만들어준 복합체에서 그 효율이 가장 높게 측정되었다. 엔도좀 붕괴능으로서 클로로퀸을 처리한 결과, 50 μM 이상의 농도에서 transfection 효율의 증가를 관찰할 수 있었다. 형광 표지 된 DNA를 이용하여 인간 중간엽줄기세포 내로의 DNA유입을 비교해본 결과, 아르기닌 펩타이드 보다 팔미트산이 붙은 아르기닌 펩타이드의 DNA의 세포 내 유입능력이 2배 더 효과적임을 확인하였다. 이러한 실험결과들은 팔미트산이 붙은 아르기닌 펩타이드를 통한 새로운 유전자 전달 체계가 유전자 치료의 매체가 되는 인간 중간엽줄기세포의 조작의 발전에 도움이 될 수 있음을 보여준다.
more초록/요약
Human mesenchymal stem cells (hMSCs) derived from adult human tissues, including bone marrow stroma and a number of connective tissues, have provided exciting prospects for cell-based therapeutic strategies, due to their intrinsic ability to differentiate along different mesenchymal cell lineages. In this study, the transfection efficiency of arginine peptides (R15) and palmitic acid modified arginine peptides (PA-R15) were compared and the transfection conditions of PA-R15 as gene carriers for hMSCs were optimized. In addition, cellular uptake of fluorescence labeled DNA was assessed by flow cytometry. PA-R15 delivered plasmid DNA to hMSCs with higher transfection efficiency than R15. As the value of N/P ratio of PA-R15 and plasmid DNA complex was increased, the transfection efficiency was increased but the cell viability was decreased rapidly at N/P ratio of 6.0. The transfection efficiency increased with the increment of added DNA implying that the process was dose-dependent. However, treatment of the hMSCs with PA-R15 and DNA complexes containing less than 3 ㎍/ml of DNA did not induce cytotoxicity, whereas the cell viability reduced to 47.69% after treat the cell with 6 ㎍/ml of DNA. The effects of the sizes of PA-R15 complexes on transfection efficiency were investigated. Transfection efficiency reached to the highest value when the PA-R15 and DNA complexes were incubated for 60 min. The transfection efficiency increased approximately 1.5-fold in the cells treated with 50 μM chloroquine. Compared to simple R15, PA-R15 showed 2-fold higher level of fluorescent plasmid DNA cellular uptake. Taken together, these results suggest that new methods for the PA modified R15 are able to contribute the development of hMSCs modification for gene therapy.
more