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Polymer(Korea), Vol.38, No.1, 43-48, January, 2014
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폴리디아세틸렌 리포좀 표면에 저분자량의 폴리에틸렌이민을 연결한 새로운 유전자 전달체 합성 및 특징 연구
Synthesis and Characterization of Polyethylenimine-conjugated Polydiacetylene Liposome as a Gene Delivery Carrier
이영화, 임강혁, 허정석1, †, 최준식†
  • 충남대학교 자연과학대학 생화학과
  • 1충남대학교 자연과학대학 화학과
Young Hwa Lee, Kang Hyuck Yim, Jungseok Heo1, †, and Joon Sig Choi†
  • Department of Biochemistry, Chungnam National University, Gung-dong 220, Yuseong-gu, Daejeon 305-764, Korea
  • 1Department of Chemistry, Chungnam National University, Gung-dong 220, Yuseong-gu, Daejeon 305-764, Korea
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초록
본 논문은 저분자량의 폴리에틸렌이민을 폴리디아세틸렌 리포좀 표면에 연결하여 유전자를 세포 내로 전달할 수 있는 새로운 양이온성 고분자 리포좀 유전자 전달체 개발에 대한 결과이다. 폴리디아세틸렌 리포좀 제조 후에 자외선을 조사하여 고분자성 리포좀을 제조한 후, 유전자의 전달 효율을 높이기 위해 폴리에틸렌이민을 리포좀 표면에 커플링제를 이용하여 공유결합시켜서 PCDA-PEI 리포좀을 합성하였다. 제조한 고분자 리포좀을 이용하여 동물세포 내에서의 유전자 전달 및 발현 효율과 그에 따른 독성을 확인하는 연구를 수행하였다. 사용한 폴리에틸렌이민은 가지형이고 분자량은 2 kD인 것을 사용하였다. DNA와의 복합체 형성을 알아보기 위하여 전기영동 방법과 피코그린 형광 염색 시약을 사용하였으며 효율적으로 복합체를 형성하는 것을 확인하였다. 전달체의 효율과 독성을 확인하기 위하여 HEK 293 및 HeLa 세포를 사용하여 확인하였다. 실험 결과 PCDA-PEI 리포좀은 세포 내에서 비율이 높아질수록 유전자 전달 효율이 증가하는 경향을 보였고, 세포에 대한 독성도 상대적으로 낮음을 확인하였다. 이러한 결과는 PCDA-PEI 리포좀이 효율적인 유전자 혹은 약물 전달체로 사용될 수 있음을 보여주었다.
In this paper, we made a new polycationic polymeric liposome composed of low molecular weight polyethylenimine (PEI) and 10,12-pentacosadiynoic acid (PCDA). PCDA liposome was prepared by ultraviolet irradiation. PEI was further conjugated on the surface of the polymerized PCDA liposome using coupling reagents to make PCDAPEI. The blue-to-red transition of PCDA liposome was observed during the coupling reaction. The size distribution of liposome and complexes with plasmid DNA was measured by dynamic light scattering (DLS). The complex formation was also identified by agarose gel electrophoresis and PicoGreen reagent assay. We confirmed the complex formation of the polymeric liposome with DNA and then performed transfection and cytotoxicity assay in HEK 293 and HeLa cells. As a result, PCDA-PEI showed significant gene transfection efficiency and low cytotoxicity. This study shows that PEIconjugated PCDA liposome could be an efficient gene or drug delivery carrier.
Keywords:polydiacetylene;polyethylenimine;gene delivery;transfection.
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