基于流体动力学的方法涉及肝细胞膜的瞬时高通透性：非特异性过程在高效细胞内基因递送中的意义

背景：大容量、高速静脉注射裸质粒DNA (pDNA)（即所谓的基于流体动力学的方法）实现高效基因转移的潜在机制仍不清楚，需要进一步研究。在本报告中，我们研究了通过该方法进行裸pDNA细胞内转运的可能机制。 方法：通过基于流体动力学的方法将细胞膜完整性荧光指示剂碘化丙啶 (PI) 以及表达荧光素酶或绿色荧光蛋白 (GFP) 的pDNA注射到小鼠体内。 结果：在基于流体动力学的方法处理后，PI被存活的肝细胞有效摄取。通过大容量注射生理盐水，细胞质中预表达的GFP迅速从肝细胞中消除。血浆ALT和AST水平呈稳步下降趋势，最高值出现在基于流体动力学的方法处理后即刻。这些结果表明，基于流体动力学的方法会引起细胞膜通透性的瞬时增加。细胞摄取过程似乎是非特异性的，因为同时注射过量的空载体并不影响转基因表达。依次注射大容量无pDNA的生理盐水及随后的正常体积裸pDNA表明，膜通透性的增加是瞬时的，并在 30 min 内恢复到正常状态。在pDNA递送后 10 min 分离的肝细胞培养物中观察到了转基因表达，且在递送表达荧光素酶的RNA后早在 10 min 即可在肝脏中观察到转基因表达，这表明通过基于流体动力学的方法即刻递送的pDNA具有产生成功转基因表达的潜力。 结论：这些发现表明，基于流体动力学的基因转移机制部分涉及由于瞬时增加的通透性而通过细胞膜直接将pDNA递送至胞质中。