CN101600460A - 超声微泡介导的基因递送系统 - Google Patents

超声微泡介导的基因递送系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101600460A
CN101600460A CNA2007800386024A CN200780038602A CN101600460A CN 101600460 A CN101600460 A CN 101600460A CN A2007800386024 A CNA2007800386024 A CN A2007800386024A CN 200780038602 A CN200780038602 A CN 200780038602A CN 101600460 A CN101600460 A CN 101600460A
Authority
CN
China
Prior art keywords
microvesicle
peritoneum
gene
smad7
peritoneal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2007800386024A
Other languages
English (en)
Inventor
黎嘉能
蓝辉耀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Hong Kong HKU
Original Assignee
University of Hong Kong HKU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Hong Kong HKU filed Critical University of Hong Kong HKU
Publication of CN101600460A publication Critical patent/CN101600460A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
    • A61M37/0092—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin using ultrasonic, sonic or infrasonic vibrations, e.g. phonophoresis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K48/00—Medicinal preparations containing genetic material which is inserted into cells of the living body to treat genetic diseases; Gene therapy
    • A61K48/0008—Medicinal preparations containing genetic material which is inserted into cells of the living body to treat genetic diseases; Gene therapy characterised by an aspect of the 'non-active' part of the composition delivered, e.g. wherein such 'non-active' part is not delivered simultaneously with the 'active' part of the composition
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P41/00—Drugs used in surgical methods, e.g. surgery adjuvants for preventing adhesion or for vitreum substitution
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P43/00—Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11—DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/111—General methods applicable to biologically active non-coding nucleic acids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0002—Galenical forms characterised by the drug release technique; Application systems commanded by energy
    • A61K9/0009—Galenical forms characterised by the drug release technique; Application systems commanded by energy involving or responsive to electricity, magnetism or acoustic waves; Galenical aspects of sonophoresis, iontophoresis, electroporation or electroosmosis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2320/00—Applications; Uses
    • C12N2320/30—Special therapeutic applications
    • C12N2320/32—Special delivery means, e.g. tissue-specific

Abstract

本发明提供了一种方法，该方法具体利用由超声触发的荷有诱导型Smad7基因的微泡系统破裂来递送诸如基因、质粒和其他活性DNA相关分子等的药剂，用于治疗包括腹膜纤维化和术后腹膜粘连在内的腹膜疾病。

Description

超声微泡介导的基因递送系统
发明领域
本发明涉及将局部超声介导的荷有基因/化学药物的含气(gasfilled)微泡系统用于腹膜疾病的方法。
若干出版物通过括号内的阿拉伯数字被引作本文的参考。这些参考文献的完整引文可在本说明书的结尾处找到。本文所引用的参考文献，包括专利和已公开的专利申请在内，均通过参考结合到本文中。
发明背景
尽管病毒型载体业已显示有效将治疗性DNA递送至包括心血管系统、肺、肾和肿瘤在内的各种组织中，但是主要的顾虑仍然在于使用腺病毒和逆转录病毒的安全性，这些病毒可能会引起免疫应答和具有插入突变潜在性[1，2]。为了克服这些缺点，业已报道了几种非病毒方法，包括脂质型载体体系和电穿孔法。最近，我们和其它研究者已报道超声微泡在肾、心血管组织和肿瘤中显著提高基因转染率[3-12]。然而，将超声微泡介导的基因/药物治疗用于腹膜疾病(包括腹膜纤维化，术后腹膜粘连，腹膜炎和腹膜肿瘤)还没有报道过。
超声本身被认为是对人体无害的，广泛用于许多临床目的，包括物理治疗，诊断，指导深部器官活检，局部药物递送和遗传物质递送，在美国专利第5,190,766号中已有描述。根据在美国专利中所描述，大部分微泡造影剂还是安全的试剂且广泛应用于临床，其中包括含气脂类(美国专利第5,580,575号)和白蛋白微泡如Optison[13-16]。大部分微泡在室温都为液态，但体温中它们变成具有平均3μm直径的含气微泡。微泡有弹性且可压缩，是超声的有效反射物。
微泡通过在超声束中共振；根据声波的压力变化快速收缩和膨胀来发挥作用。微泡可通过自身和作为携带药物或遗传物质的媒介帮助药物送递，用于位点特异性治疗和基因治疗[13-16]。
利用超声微泡技术转移基因的明确机制仍基本未知。它可与声孔效应、超声机械指数和超声频率[15，16]有关。基于超声的策略原理是使用超声造影剂降低由超声能量引起的空化阈值。利用微泡和包被物质的物理性质，可将基因引入(incorporate)超声造影剂中[13，14]。
可经静脉内或局部注射荷有基因的微泡，再将超声能量施用到所述靶区域。随着微泡进入超声作用区域，它们空化并局部释放DNA[13，14]。空化也有可能引起局部冲击波增加细胞通透性，从而提高细胞内的DNA摄取[13-16]。扫描电镜术也可证明，超声连同微泡(Optison)在细胞表面瞬时形成在24小时内不再能检测的孔(＜5μm)[17]。
在患有晚期肾病并接受最方便价廉的肾脏替代疗法：持续腹膜透析(PD)的患者中，腹膜炎/纤维化是常见的并发症。它是PD技术失效的主要原因，导致这些PD患者改换更昂贵的血液透析。另外，腹膜粘连也是一种纤维化病变，其发生在相当大比例的接受腹部外科的患者中，并促使各种并发症包括肠梗阻、女性不育症和慢性腹痛，导致高发病率和死亡率以及造成卫生保健的高额支出。我们已经表明，腹膜纤维化由称为转化生长因子β(TGF-β)的纤维生成介质通过其下游信号通路激活Smad2/3来介导。本发明提供了由超声触发的、荷有基因的微泡来局部释放名为Smad7的抗纤维化和抗炎基因，以特异性抑制TGF-β/Smad信号途径，从而抑制腹膜纤维化以及在各种疾况下与长期腹膜纤维化相关的腹膜炎。
发明简述
本发明提供了一种方法，用于将一种或多种基因、DNA分子或质粒递送至患者腹膜区来治疗其中的腹膜疾病，该方法包括提供含有一种或多种用来治疗腹膜疾病的基因、DNA分子或质粒的微泡来源；向患者腹膜区灌注所述微泡；将充足超声能量提供给腹部区，以使所述一种或多种基因、DNA分子或质粒从微泡转染至腹膜区，以渗透其中构成的腹膜组织。
附图简述
通过阅读以下优选实施方案的详细描述以及附图，本发明进一步的特征和优点将是显而易见的，所述附图为：
图1显示显微照片和功能数据表明本发明的超声微泡治疗腹膜组织的安全性。
图2显示超声微泡介导的Smad7转基因在腹膜组织中表达的效率，其通过抗-flag-m2Smad7免疫染色和RT-PCR(B)证明，其中U表示尿毒症，PD表示腹膜透析，CV表示对照载体。
图3通过蛋白印迹和RT-PCR，证明超声微泡介导的Smad7基因疗法阻断腹膜TGF-Smad信号转导(p-Smad2/3)的激活而不阻断其表达的机制。
图4揭示了超声微泡介导的Smad7基因疗法在腹膜透析期间促进腹膜功能的疗效。
图5显示组织学和免疫组织化学的显微照片，通过Mason三色染液(蓝色)染色和胶原蛋白I免疫染色(棕色)，表明超声微泡介导的Smad7基因疗法抑制与尿毒症大鼠中腹膜透析相关的腹膜纤维化。
图6是半定量数据，显示了在腹膜透析期间超声微泡介导的Smad7基因疗法通过抑制胶原蛋白I和胶原蛋白III的mRNA和蛋白表达，来阻滞腹膜纤维化。
图7是半定量数据，显示了在腹膜透析期间超声微泡介导的Smad7基因疗法通过阻断α-SMA+肌成纤维细胞和纤连蛋白表达来抑制腹膜纤维化。
图8显示了在超声微泡介导的Smad7基因治疗之后，组织学和免疫组化的显微照片。根据Mason三色染液(蓝色)和胶原蛋白I免疫染色(棕色)表明，该疗法抑制了与术后腹膜粘连相关的腹膜纤维化。
图9是定量实时PCR数据，显示了超声微泡介导的Smad7基因疗法通过阻断胶原蛋白I、胶原蛋白III、α-SMA和纤连基因表达来抑制与术后腹膜粘连相关的腹膜纤维化。
优选实施方案详述
本发明提供了一种方法，用于将一种或多种基因、DNA分子或质粒递送递送至患者腹膜区来治疗患者腹膜疾病，该方法包括提供含有一种或多种用于治疗腹膜疾病的基因、DNA分子或质粒的微泡来源；将微泡灌注至患者腹膜区；给予腹部区充足超声能量，以使所述一种或多种基因、DNA分子或质粒微泡破裂，允许其穿透其中构成的腹膜组织。
优选所述微泡为大量成膜蛋白(filmogenic protein)包裹的不溶性微泡，并充有不溶性全氟化碳气体，例如(不限于)全氟甲烷，全氟乙烷，全氟丙烷，全氟丁烷或全氟戊烷。在一个实施方案中，所述微泡直径为约1-约5微米。
所述超声能量应优选按约0.5-约5MHz的频率给予腹膜区，且应足以使患者腹膜腔(包括腹膜壁和肠系膜在内)中的所述微泡破裂。普通技术人员应能理解，应对所施用的超声能量的量进行调整，使之足够降解、胀裂、破裂或分裂微泡，而不造成对腹膜区或包裹在微泡内的DNA的损伤。所述DNA应能从微泡释放至邻近腹膜组织，在那里它能被病变细胞和其它细胞吸收，而该DNA或其自身可掺入到或转染至宿主细胞基因组。
利用本发明可治疗的腹膜疾病包括腹膜腔内的炎症、纤维化、术后腹膜粘连或癌症。腹膜疾病可由腹膜输注/透析、手术、创伤、感染、遗传或系统性疾病引起或与它们相关。
重要的是，所述一种以上DNA分子或质粒包括：寡核苷酸、DNA、DNA质粒、siRNA、shiRNA和微小RNA。在一个实施方案中，所述DNA分子是SMAD7转基因，而在优选实施方案中，所述DNA分子为SMAD7 cDNA。
因此，本发明提供了用于预防和治疗腹膜疾病(如腹膜炎/纤维化和术后腹膜粘连)新方法，其利用超声介导并涉及使靶基因从含气微泡局部释放至腹膜组织。本发明有几个优点。
超声微泡介导基因疗法用于腹膜纤维化是安全的，因为它既不会造成可检测的组织学和功能上的损伤，也不会对正常腹膜组织有细胞毒性。将小DNA分子连同造影剂注射进腹膜腔中，随后以1MHz、2W/cm2的物理治疗水平进行经皮肤超声。此外，在进行超声辐照时通过将温度控制在约37℃，避免超声诱导的热量对组织的损伤也是可行的。我们发现，能量输出为2W/cm2、辐照间隔时间为30秒、总时间为4-6分钟，对于超声直接辐照皮肤而言是安全的。
本发明的重要优点在于超声介导的基因转移至腹膜组织是暂时的或瞬时的，所述转染的Smad7基因在该腹膜组织中3-4周内将会逐渐降解，在14天时再次进行基因转移以维持高水平Smad7是可行的。这表明与基于病毒的技术介导稳定转基因表达所不同的是，超声可不将靶基因引入基因组。这可解释为什么超声介导的是暂时转基因表达。同样地，就根据先前报道[1，2]的插入诱变潜在性而言，病变组织中Smad7转基因的瞬时表达表明超声介导的基因转移比基于病毒的方法更安全。高基因转染率是超声微泡介导基因转染的第二个优点。事实上，我们发现超过80％的腹膜细胞转染有Smad7基因，这与我们之前报道一致，即在正常和患病大鼠肾的不同细胞类型中超声使基因转染率显著增至约1000倍[10-12]。
使用本发明基因疗法的另一重要优点是：利用本发明中阐述的诱导型基因疗法来将病变组织中所转染基因的表达控制在治疗水平内，并且不产生副作用。例如，虽然Smad7基因的过表达能够阻断TGF-β/Smad信号转导和阻滞组织瘢痕化，但是据表明由多西环素(doxycycline)诱导的Smad7在肾中的加强表达会导致大量细胞凋亡和急性肾损伤。因此，将Smad7基因表达水平控制在治疗水平，而在尝试过表达Smad7时使副作用最小化是至关重要的。
本发明的另一方面是以下的局部疗法：通过直接注射Smad7基因和微泡造影剂的混合物至腹膜腔，随后经由腹部皮肤直接进行超声局部治疗。这显著增强了局部疗效，同时使经静脉途径系统给予药物或基因所致的副作用最小化。
对于腹膜疾病而言，从荷有基因的微泡至局部腹膜组织的超声介导基因转移是安全有效的疗法。作为液体或白蛋白形式的含气微泡(直径3μm)能携带药物/基因以形成荷有药物/基因的微泡[13-16]。微泡有弹性、可压缩并且是超声的有效反射物。微泡通过在超声束中共振；根据声波的压力变化快速收缩和膨胀来发挥作用，导致由超声能量引起的空化阈值的降低[13-16]。可经静脉内或局部注射荷有基因的微泡并将超声能量施用到靶区域。随着微泡进入超声作用区域，它们空化并局部释放DNA和药物。空化也有可能造成增加细胞通透性的局部冲击波，因而提高细胞内摄取DNA[13-16]。
在本研究中，将pcDNA3中的于NH2端具有flag标签(m2)的鼠Smad7 cDNA亚克隆至四环素诱导型载体pTRE中，得到pTRE-m2Smad7。为了实现多西环素(四环素衍生物)诱导Smad7转基因表达，使pTRE-m2Smad7和改良的pTet-on载体：pEFpurop-Tet-on共转染至腹膜腔。在试点研究中，我们发现，在转染后第二天观察到外源Smad7在腹膜组织中的基因表达高峰，且转基因表达以时间依赖的形式减少。为了确保转染的有效性，在PD的第1天和第14天将外源Smad7施用到尿毒症大鼠的腹膜腔中。接受了无Smad7插入的空载体的PD尿毒症大鼠作为治疗对照。转染的过程如下。使大鼠吸入异氟烷进行麻醉。将质粒和微泡(Optison，Amersham Health Inc.，Princeton，NJ，USA或者SonoVue，Bracco International B.V.，Amsterdam，Netherlands)的混合物按1∶1体积比制备。然后立即将含有100ug质粒的混合溶液注射至腹膜腔。然后将介导超声的凝胶施用到祛毛的腹部皮肤。超声换能器(Sonitron 2000，Rich-Mar Corp.，Inola，Oklahoma，USA)以输入频率1MHz、输出强度2W/cm2、工作比(duty cycle)20％间隔30s总时为4分钟直接施用到腹膜壁上。在所述基因转移步骤之后，注射1毫升的多西环素(500μg/ml，Sigma)至腹膜腔以诱导Smad7转基因表达，随后饮用水中以200μg/ml多西环素来维持转基因表达的诱导作用。
用于腹膜纤维化的超声微泡介导的基因疗法的安全性是本发明的最重要方面。用于腹膜纤维化的超声微泡介导的基因疗法是安全的，因为它是非侵袭性的；通过将小DNA分子与造影剂注射进腹膜腔中，随后以1MHz、2W/cm2的物理治疗水平进行4分钟经皮肤的超声处理，既不会造成可检测的组织学和功能上的损伤，也不会对正常腹膜组织有细胞毒性。超声本身被认为是对人体无害的，并广泛用于许多临床目的，包括物理治疗、诊断、指导深部器官活检、局部递送药物和遗传物质[13-16]。所述微泡造影剂也是安全的，且广泛应用于临床。业已充分证明的是，微泡能通过自身帮助药物递送，并作为携带药物或遗传物质的试剂用于位点特异性治疗和基因疗法[13-16]。此外，腹膜腔内注射小DNA也是安全的。在进行超声辐照时通过将温度控制在约37℃避免由超声引起的对组织的热损伤也是可行的。我们发现能量输出在2W/cm2、辐照间隔时间为30秒、持续至多6分钟对于超声直接辐照皮肤而言是安全的。如图1所示，不存在可检测到的、与超声微泡治疗有关的组织学或功能损伤。最重要的是，我们还发现进入腹膜组织的超声介导的基因转移是暂时性的，这与临床治疗相似。经转染的Smad7基因在该腹膜组织中于3-4周内逐渐降解，因其实用且无侵袭性，在14天时再次进行基因转染以维持高水平Smad7是可行的。这表明，与基于病毒的技术介导稳定转基因表达不同的是，超声可不将靶基因引入基因组中。这可解释为什么超声介导暂时的转基因表达。同样地，就插入突变的潜在性而言[1，2]，病变组织中Smad7转基因的瞬时表达表明，超声介导的基因转移比基于病毒的方法更安全。总体而言，所述超声微泡基因治疗方法是安全的。
由超声微泡系统介导的高基因转染率是本发明的另一个显著优点。长期以来业已表明，低基因转染率是使用非病毒型基因递送系统例如裸DNA和脂质体时的主要缺点。通过超声引发使基因从微泡中释放的高基因转染率通过以下结果得以证实：超过80％的表面间皮细胞层腹膜细胞和亚间皮细胞(submesothelial cell)呈flag-M2 Smad7转基因阳性(图2A)，导致Smad7的显著上调(图2B)，这是抗腹膜纤维化的关键机制，因为Smad7的过表达可通过抑制Smad2/3磷酸化来阻断TGF-β/Smad信号转导的激活(图3C)。
利用超声微泡技术来预防和治疗腹膜纤维化的有效性是本发明的关键方面。尽管腹膜纤维化是使腹膜透析技术失效的主要原因和共同特征，但尚无专一且有效的疗法可用来预防和治疗该疾病。本发明已表明，超声介导的Smad7基因从白蛋白型微泡中释放，能够基本抑制临床特征为晚期肾病的尿毒症大鼠中与腹膜透析相关的腹膜纤维化的发展。如图1-7所示，由超声微泡介导基因疗法致使的腹膜Smad7过表达，导致Smad2/3活性的基本抑制(图3C)，从而阻滞膜膜透析相关的腹膜纤维化(由保留腹膜功能来说明(图4))；减弱腹膜纤维增厚(图5)；通过抑制胶原蛋白I和胶原蛋白III、纤连蛋白和α-SMA表达来阻止腹膜纤维化(图6，7)。
此外，本发明还证明了超声介导的Smad7基因表达能够阻滞大鼠中的与术后腹膜粘连/纤维化相关的腹膜纤维化(图8)。事实上，外科擦伤(surgical abrasion)四周后，该大鼠出现明显腹膜粘连，包括α-SMA、胶原I和III、纤连蛋白的过表达。TGF-β的表达增强和TGF-β/Smad信号转导的活化被超声微泡介导的Smad7转染阻断(图8，9)。因此，经超声微泡介导系统来阻断TGF-β/Smad信号转导途径展现了用于预防术后腹膜粘连的安全新型疗法。
本发明的另一个重要方面是：如本文所述，利用诱导型基因疗法来将病变组织中转染基因的表达控制在治疗水平内却不引起副作用；而且这已应用于基因治疗。例如，虽然Smad7的过表达能够阻断TGF-β/Smad信号转导和阻滞组织瘢痕化，但是我们之前的结果也表明由高浓度多西环素诱导的Smad7在肾中的过高表达会导致大量细胞凋亡和急性肾损伤[10]。因此，将Smad7转基因表达水平控制在治疗水平，而在尝试使Smad7过表达时将副作用最小化是至关重要的。
利用直接腹膜注射荷有Smad7的微泡，再将局部超声施用到病变皮肤的局部疗法是最有价值的一种。这避免了使用全身治疗。事实上，传统腹膜疾病治疗依靠全身用药。这种方法通常不是有效的且可能造成不良副作用。本发明已克服这一缺点，并大大提高了负性TGF-β信号转导分子Smad7局部表达有效性，从而抑制TGF-β/Smad介导的腹膜纤维化。
以下参考文献在此处引作参考：
1.Check E：基因疗法：悲剧性的挫折(Gene therapy：a tragicsetback).Nature 2002；420：116-8.
2.Haviernik P，Bunting KD：关于利用逆转录病毒载体进行造血干细胞基因转移安全性的忧虑(Safety concerns related to hematopoieticstem cell gene transfer using retroviral vectors).Curr.Gene Ther.2004；4：263-76.
3.Bekeredjian R，Chen S，Frenkel PA，Graburn PA，Shohet RV.超声靶向的微泡破裂可重复使高度专一质粒的表达靶向心脏(Ultrasound-targeted microbubble destruction can repeatedly direct highlyspecific plasmid expression to the heart).Circulation 2003；108：1022-26.
4.Korpanty G，Chen S，Shohet RV等.利用超声破坏微泡使VEGF介导的血管发生靶向大鼠心肌(Targeting of VEGF-mediatedangiogenesis to rat myocardium using ultrasonic destruction ofmicrobubbles).Gene Ther.2005；12：1305-12.
5.Lu QL，Liang HD，Partridge T，Blomley MJ.微泡超声提高体内骨骼肌基因转导效率且降低组织损伤(Microbubble ultrasound improvesthe efficiency of gene transduction in skeletal muscle in vivo with reducedtissue damage).Gene Ther.2003；10：396-405.
6.Taniyama Y，Tachibana K，Hiraoka K等.利用超声将质粒DNA局部递送至大鼠颈动脉(Local delivery of plasmid DNA into rat carotidartery using ultrasound).Circulation 2002；105：1233-39.
7.Shimamura M，Sato N，Taniyama Y等.利用微泡加强的超声将有效质粒DNA转递至成年鼠中枢神经系统的进展(Development ofefficient plasmid DNA transfer into adult rat central nervous system usingmicrobubble-enhanced ultrasound).Gene Ther.2004；11：1532-39.
8.Manome Y，Nakamura M，Ohno T，Furuhata H.超声促进裸质粒DNA的结肠癌细胞体内外转导(Ultrasound facilitates transduction ofnaked plasmid DNA into colon carcinoma cells in vitro and in vivo).Hum.Gene Then 2000；11：1521-28.
9.Sakakima Y，Hayashi S，Yagi Y，Hayakawa A，Tachibana K，Nakao A.利用造影剂加强声孔作用的肝细胞癌基因疗法(Genetherapy for hepatocellular carcinoma using sonoporation enhanced bycontrast agents).Cancer Gene Ther.2005；12：884-9.
10.Lan HY，Mu W，Tomita N等.大鼠UUO模型中利用超声微泡系统基因转移诱导性Smad7的肾脏纤维化抑制(Inhibition of renalfibrosis by gene transfer of inducible Smad7 usingultrasound-microbubble system in rat UUO model).J.Am.Soc.Nephrol.2003；14：1535-48.
11.Moullier P，Friedlander GF，Cause D，Ronco P，Perricaudet M，Ferry N：体内肾小管细胞的腺病毒介导的基因转导(Adenoviral-mediated gene transfer to renal tubular cells in vivo).Kidneylnt 45：1220-1225，1994.
12.lmai E，lsaka Y：将基因传移至肾的策略(Strategies of genetransfer to the kidney).Kidney lnt 53：264-272，1998.
13.Tomita N，Morishita R，Lan HY等：体内给予核转录因子-＜＜B诱杀剂抑制实验性新月体肾小球肾炎(In vivo administration of a nucleartranscription factor-＜＜B decoy suppresses experimental crescenticglomerulonephritis).J Am Soc Nephrol 11：1244-1252，2000.
14.Tsujie M，lsaka Y，Nakamura H，lmai E，Hori M：肾小球靶向性的电穿孔介导的基因转移(Electroporation-mediated gene transfer thattargets glomeruli).J Am Soc Nephrol 12：949-954，2002.
15.Hou CC，Wang W，Huang XR等.超声微泡介导的基因转移诱导型Smad7阻断大鼠残余肾中生长因子β信号转导和纤维化的转化(Ultrasound-microbubble-mediated gene transfer of inducible Smad7blocks transforming growth factor-beta signaling and fibrosis in ratremnant kidney).Am.J.Pathol.2005；166：761-71.
16.Ng YY，Hou CC，Wang W，Huang XR，Lan HY.通过大鼠残余肾中超声介导的Smad7基因转移阻断NF-kappaB活化和肾炎(Blockade of NF-kappaB activation and renal inflammation byultrasound-mediated gene transfer of Smad7 in rat remnant kidney).Kidney Int.2005；94：S83-91.
17.Bekeredjian R，Grayburn PA，Shohet RV.超声造影剂在心血管内科中用于基因或药物递送的用途(Use of ultrasound contrast agentsfor gene or drug delivery in cardiovascular medicine).J.Am.Coll.Cardiol.2005；45：329-35.
18.Unger EC，Matsunaga TO，McCreery T，Schumann P，Sweitzer R，Quigley R.微泡的治疗应用(Therapeutic applications of microbubbles).Eur.J.Radiol.2002；42：160-8.
19.Blomley MJK，Cooke JC，Unger EC，Monaghan MJ，CosgroveDO：Science，科学、医学和未来：微泡造影剂：超声的新纪元(medicine，and the future：Microbubble contrast agents：a new era in ultrasound).BMJ 322：1222-1225，2001.
20.Harvey CJ，Blomley MJ，Eckersley RJ，Cosgrove DO：超声造影剂的研究进展(Developments in ultrasound contrast media).Eur Radiol11：675-689，2001.
21.Taniyama Y，Tachibana K，Hiraoka K，Namba T，Yamasaki K，Hashiya N，等.利用超声局部递送质粒DNA至鼠颈动脉(Localdelivery of plasmid DNA into rat carotid artery using ultrasound).Circulation 2002；105：1233-1239.

Claims (13)

1.一种方法，用于将一种或多种用于治疗腹膜疾病的基因、DNA分子或质粒递送至患者腹膜区，以治疗其中的腹膜疾病，所述方法包括：
提供含有一种或多种用于治疗腹膜疾病的基因、DNA分子或质粒的微泡来源；
向所述患者腹膜区灌注所述微泡；和
给予足够的超声能量给所述腹部或腹膜区，以使所述一种或多种基因、DNA分子或质粒转染至患者腹部或腹膜组织。
2.权利要求1的方法，其中所述微泡包含大量成膜蛋白包裹的不溶性微泡。
3.权利要求1的方法，其中所述微泡充有不溶性全氟化碳气体。
4.权利要求3的方法，其中所述全氟化碳气体为全氟甲烷、全氟乙烷、全氟丙烷、全氟丁烷或全氟戊烷。
5.权利要求1的方法，其中所述微泡直径为1-5微米。
6.权利要求3的方法，其中所述超声能量以约0.5-约5MHz的频率给予。
7.权利要求6的方法，其中所述超声能量造成微泡在腹膜组织内破裂。
8.权利要求1的方法，其中所述腹膜组织包括患者腹膜腔、腹壁和肠系膜区内的组织。
9.权利要求1的方法，其中所述腹膜疾病包括腹膜腔内炎症、纤维化、术后腹膜粘连或肿瘤。
10.权利要求2的方法，其中所述一种或多种基因、DNA分子或质粒包括：寡核苷酸、DNA、DNA质粒、siRNA、shiRNA和微小RNA。
11.权利要求1的方法，其中所述腹膜疾病由腹膜输注/透析、手术、创伤、感染、遗传或系统性疾病引起或与它们相关。
12.权利要求1的方法，其中所述DNA分子是包括Smad7肽和蛋白的SMAD7转基因。
13.权利要求1的方法，其中所述DNA分子为SMAD7cDNA、Smad7ODN、Smad7siRNA和Smad7微小RNA。
CNA2007800386024A 2006-11-14 2007-11-05 超声微泡介导的基因递送系统 Pending CN101600460A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US85878406P 2006-11-14 2006-11-14
US60/858,784 2006-11-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101600460A true CN101600460A (zh) 2009-12-09

Family

ID=39402028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2007800386024A Pending CN101600460A (zh) 2006-11-14 2007-11-05 超声微泡介导的基因递送系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20080114287A1 (zh)
EP (1) EP2086589A2 (zh)
CN (1) CN101600460A (zh)
WO (1) WO2008058451A2 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105008394A (zh) * 2013-03-15 2015-10-28 诺格尔制药有限公司 治疗结肠直肠癌的方法
CN108721648A (zh) * 2018-06-07 2018-11-02 北京大学第三医院 一种多功能微泡及其制备方法和应用

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010044897A1 (en) * 2008-10-13 2010-04-22 National Taiwan University Acoustically delivering methods and compositions for remote treatment of a tumor
WO2011094352A1 (en) * 2010-01-27 2011-08-04 Baylor Research Institute In-vivo non-viral gene delivery of human vascular endothelial growth factor following islet transplantation
JP6124791B2 (ja) * 2010-09-22 2017-05-10 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ コロラド，ア ボディー コーポレイトＴＨＥ ＲＥＧＥＮＴＳ ＯＦ ＴＨＥ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＣＯＬＯＲＡＤＯ，ａ ｂｏｄｙ ｃｏｒｐｏｒａｔｅ Ｓｍａｄ７の治療的適用
US20130072854A1 (en) 2011-09-19 2013-03-21 General Electric Company Microbubble complexes and methods of use
US9422352B2 (en) 2013-03-08 2016-08-23 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate PTD-SMAD7 therapeutics
WO2019133950A1 (en) * 2017-12-30 2019-07-04 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Smad7 for treatment and prevention of posterior capsule opacification

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6135976A (en) * 1998-09-25 2000-10-24 Ekos Corporation Method, device and kit for performing gene therapy
US20010039952A1 (en) * 1998-11-10 2001-11-15 Walter A. Hacker, Ph. D Ultrasound enhanced chemotherapy
US20070243177A1 (en) * 2006-02-23 2007-10-18 Duke University Methods and compositions for treatment of diabetes and related disorders

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105008394A (zh) * 2013-03-15 2015-10-28 诺格尔制药有限公司 治疗结肠直肠癌的方法
CN105008394B (zh) * 2013-03-15 2021-10-22 诺格尔制药有限公司 治疗结肠直肠癌的方法
CN108721648A (zh) * 2018-06-07 2018-11-02 北京大学第三医院 一种多功能微泡及其制备方法和应用
CN108721648B (zh) * 2018-06-07 2021-02-05 北京大学第三医院 一种多功能微泡及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
EP2086589A2 (en) 2009-08-12
WO2008058451A2 (en) 2008-05-22
US20080114287A1 (en) 2008-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101600460A (zh) 超声微泡介导的基因递送系统
Huang et al. Advances in ultrasound-targeted microbubble-mediated gene therapy for liver fibrosis
Mo et al. Ultrasound-enhanced drug delivery for cancer
Villemejane et al. Physical methods of nucleic acid transfer: general concepts and applications
Couture et al. Review of ultrasound mediated drug delivery for cancer treatment: updates from pre-clinical studies
Escoffre et al. In-vivo gene delivery by sonoporation: recent progress and prospects
Zhao et al. Potential and problems in ultrasound-responsive drug delivery systems
Fan et al. Inhibition of prostate cancer growth using doxorubicin assisted by ultrasound-targeted nanobubble destruction
Wells Gene therapy progress and prospects: electroporation and other physical methods
Bai et al. Induction of the apoptosis of cancer cell by sonodynamic therapy: a review
Wu et al. Ultrasound-targeted microbubble destruction in gene therapy: A new tool to cure human diseases
Huang et al. Application of ultrasound-targeted microbubble destruction–mediated exogenous gene transfer in treating various renal diseases
Porter et al. Therapeutic ultrasound for gene delivery
Sugano et al. Gene delivery system involving Bubble liposomes and ultrasound for the efficient in vivo delivery of genes into mouse tongue tissue
US20030078227A1 (en) Site-directed transfection with ultrasound and cavitation nuclei
Sanches et al. Ultrasound-mediated gene delivery of naked plasmid DNA in skeletal muscles: a case for bolus injections
Chappell et al. Targeted therapeutic applications of acoustically active microspheres in the microcirculation
Cao et al. Microbubbles and ultrasound: Therapeutic applications in diabetic nephropathy
Guo et al. Ultrasound-contrast agent mediated naked gene delivery in the peritoneal cavity of adult rat
Kalli et al. Introduction of genes via sonoporation and electroporation
AU2002320348B2 (en) Enhancement of transfection of DNA into the liver
Raju et al. Enhanced gene expression of systemically administered plasmid DNA in the liver with therapeutic ultrasound and microbubbles
AU2002320348A1 (en) Enhancement of transfection of DNA into the liver
Miao et al. Ultrasound-mediated gene delivery
Lee et al. Ultrasound-targeted cardiovascular gene therapy

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20091209