血管内皮细胞连接是相邻血管内皮细胞膜之间的连接结构,与血管内皮细胞一起共同调控物质进出血管,维持血管的屏障功能。血管内皮细胞连接损伤会导致血管屏障功能丧失,从而使大量水和大分子蛋白质进入组织,造成组织水肿乃至器官衰竭,严重威胁人类的生命健康。血管内皮细胞间的黏附连接和紧密连接是构成血管内皮细胞连接的关键结构,两种连接协同作用,共同调节物质的进出。黏附连接和紧密连接的关键蛋白分别是VE-Cadherin和Claudin-5。相邻血管内皮细胞间通过这两个蛋白相互连接作用,封闭了血管内皮细胞之间的缝隙,从而限制物质的进出。造成血管内皮细胞连接损伤的原因包括炎症等血管疾病。当机体爆发炎症时,促炎因子和趋化因子会降低VE-Cadherin和Claudin-5的表达,破坏VE-Cadherin和Claudin-5的结构,进而导致细胞间连接被破坏,血管通透性升高。有研究表明,升高VE-Cadherin和Claudin-5的表达水平,可有效降低血管通透性,修复血管内皮细胞间连接损伤。基因治疗是指利用基因载体将治疗基因运入靶细胞中,通过增加治疗基因的表达、沉默致病基因或利用基因编辑技术修正致病基因来治疗许多目前难解决的疑难杂症,如癌症等。因此,通过基因治疗的方式直接上调VE-Cadherin蛋白和Claudin-5蛋白的表达,是修复血管内皮细胞连接损伤的一种潜在的新策略。在本论文中,作者利用基因治疗在基因水平上精准调控目标蛋白表达的能力,结合阳离子脂质体和AuNPs两种非病毒载体的优点,设计开发了一种通过基因治疗的方法,修复血管内皮细胞间连接损伤的方法。本论文主体更多分为三部分:1.针对炎症或血管方面疾病造成血管内皮细胞连接损伤时,黏附连接蛋白VE-Cadherin的表达水平降低,细胞膜上的VE-Cadherin发生磷酸化并内吞的问题,设计使用非病毒载体脂质金纳米颗粒将VE-Cadherin过表达质粒递送进血管内皮细胞来增加VE-Cadherin的表达,降低血管通透性。AuNPs与阳离子脂质体联合使用,既能提高递送效率,还可以保护VE-Cadherin过表达质粒不被核酸酶降解。在脂质体表面的修饰Ang-1模拟肽HHHRHSF赋予了脂质体复合物靶向血管内皮细胞的能力。通过Western blot实验,作者验证了复合物HLPrecision sleep medicineAV成功将VE-Cadherin过表达质粒运入细胞并升高了VE-Cadherin蛋白的表达水平。实验结果证明复合物HLAV能够降低血管通透性。2.针对疾病过程中血管内皮细胞连接受损,紧密连接蛋白Claudin-5结构被破坏的问题,设计使用脂质金纳米颗粒复合物靶向血管内皮细胞递送Claudin-5过表达质粒,从而增加Claudin-5蛋白的表达,重构细胞间紧密连接。在脂质体外侧修饰REDV肽,利用其与血管内皮细胞上的整合素α4β1结合的性质,使脂质体复合物也具有了靶向血管内皮细胞的能力。通过Western blot实验,作者证实复合物RLAC成功将Claudin-5过表达质粒送入细胞并升高Claudin-5蛋白的表达水平。实验结果证明复合物RLAC能够降低血管通透性。3.针对炎症中血管内皮细胞连接受损,紧密连接蛋白Claudin-5表达水平降低,血管内皮细胞膜上Claudin-5蛋白结构被破坏的问题,设计联合使用金纳米颗粒与阳离子脂质体将Claudin-5过表达质粒递送进血管内皮细胞中。通过Claudin-5过表达质粒的转录翻译,升高ClaudiCompound 3小鼠n-5蛋白的表达水平,修复受损的紧密连接。在脂质体外修饰Ang-1模拟肽HHHRHSF,利用其与血管内皮细胞膜上的Tie-2受体特异性结合的特点,赋予脂质体复合物靶向血管内皮细胞的能力。实验结果表明HLAC复合物具有良好的稳定性以及较高的包封率。本论文主要设计合成了三种复合物HLAV、RLAC和HLAC。其中,HLAV和RLAV复合物已成功将VE-Cadherin过表达质粒或Claudin-5过表达质粒递送进入血管内皮细胞并表达,显著升高了VE-Cadherin蛋白或Claudin-5蛋白的表达水平,降低血管通透性,有效修复了血管内皮细胞连接损伤。