Controlled release of DNA-PTD complex for enhancing transgene expression in human adipose-derived stem cells

Abstract

Poly(lactide-co-glycolide)(PLGA) nanofibrous scaffolds were prepared as a vehicle for delivery of DNA. PLGA emulsions containing EGFP-encoding plasmid were coated to Poly(L-Lactic acid)(PLLA) fibers. Released DNA from the fibers retained their bioactivity and was successfully transferred into human adipose-derived stem cells (hASCs) cultured on the scaffold, primarily due to the presence of Hph-1 protein transduction domain (PTD). Transgene expression in hASCs on the DNA containing scaffolds was significant until 2 weeks of culture compared to hASCs exposed onto naked DNA. The hASCs seeded on scaffolds coated with emulsions containing EGFP plasmid demonstrated that continuous release of DNA offer extended gene expression and prolonged secretion of bioactive protein.;습식방사 (wetspinning) 방법을 이용해 삼차원 마이크로 섬유를 제조하고 표면에 유전자-운반단백질을 에멀젼 형태로 코팅하여 지속적인 유전자 발현이 가능한 지지체를 제조하였다. 유전자를 세포에 주입하기 위한 기존의 방법들은 일회적이었던 것에 반해 본 실험에서는 유전자의 2주간 서방출을 유도했으며, 지지체에 지방유래 줄기세포를 이식하여 인체 내에서 손상된 조직으로 분화할 수 있는 구조물을 제작하였다. 형광현미경 사진을 통해 유전자와 운반단백질을 융합시킨 물질이 지방유래 줄기세포 내로 잘 들어가는 것을 발견하였다. 다른 비 바이러스성 운반체에 비해 Hph-1-PTD는 세포 내로의 도입 효율이 높았다. 또한 signal pathway 내에 있는 물질을 직접적으로 세포 내 혹은 핵 내로 전달함으로써 보다 특이적인 신호전달이 가능하며 세포의 종류에 관계없이 대부분의 세포 내로 들어가기 때문에 많은 질환 모델에 적용이 가능하다. 함유된 유전자-운반단백질의 용출실험, 유전자 도입 효율 등을 확인하기 위한 실험이 진행되었으며, 이를 통해 제조된 지지체가 유전자를 서방출 하여 세포 내에서 지속적으로 유전자를 발현하고 단백질을 생성하였음을 확인할 수 있었다.