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越来越多的人对支撑疾病治疗的主要分子机制的了解正在推动一种强大的、势在必行的机制来实现这一目标。 一些药物，如核酸，致力于抑制病理性蛋白质的表达，以此作为迄今为止的救命和治疗手段。 无可救药的疾病。尽管有许多有希望的进展，但在提供细胞膜的战略方面仍有一些有希望的进展。 这意味着核酸，如siRNA，可以刺激致病细胞，是一种非常安全的方法，也是一种高效的靶向治疗方法。 这些药物的给药途径仍然难以捉摸。对于使用血管给药方法的基因治疗来说，一个重要的障碍是。 为了绕过血管内皮细胞屏障，我们一直在开发一种独特的血管技术，使用静脉注射。 核酸负载的微泡(MB)，这些微泡经常被触发以空化由美国超声波公司(US)进行的扩张和收缩(Expansion And Constraint)。 导致相邻细胞膜的一过性透过性改变，以及药物携带的治疗药物的释放能力。 MBS。这种特定于现场的、非侵入性的医疗交付方法的潜在价值是非常不同寻常的，而且更是如此，因为它是MBS。 而美国的医疗传感器还将为放射治疗的同时、实时和图像引导的医疗导航提供更多的能力。尽管如此， 它的承诺，以及超声波触发的超声空化治疗(UTMC)的潜在疗效的潜在机制，是一种有效的交付方式。 人们对平台的了解很少。如果没有足够的基础知识，我们就不会有足够的基础知识来确保安全和安全 有效的生物治疗性翻译服务是由UTMC实施的，而其最终的床边翻译服务几乎是不可能的。 假设MBS在微循环中出现空化，可能会给内皮细胞带来非致命性的机械血管扰动。 细胞，导致一些信号转导事件，最终导致内皮细胞屏障和高通透性。我们建议进行体外实验。 研究需要系统地研究机械性的信号通路，然后是体内实验，然后是对UTMC的研究。 内皮细胞屏障的影响是实时的，并解决了三个具体的目标：(1)确定其实施的机制。 这使得UTMC增加了内皮细胞的屏障和渗透性。我们将继续使用具有内皮细胞的跨孔涂层材料。 他们操纵候选血管通路，以检验假设，即UTMC诱导的钙离子内流增加血管内皮细胞。 渗透率。我们将使用多色共焦显微镜对随之而来的细胞免疫事件进行光学测量，从而实现。 将屏障功能与细胞反应相关；;(2)决定了体内细胞与MB和空化之间的关系。 大分子siRNA(SiRNA)跨内皮细胞转运的行为。我们将继续使用一种新的定制超高。 SPEED和相机需要在活体中可视化细胞-美国-MB在微循环中的振动，以进一步验证这一假说。 汽蚀会导致可量化的机械事故，然后可能会推导出管理UTMC调解的物理事故的物理原理。 高渗透性；;实验(3)：在实验过程中，将确定携带siRNA的单个核细胞的外渗途径和细胞命运。 UTMC正在进行体内试验。我们将继续使用Cremaster微循环技术中的活体内高速多色激光共聚焦显微镜技术。 想象一下内皮细胞的屏障和属性，以及装载了siRNA的BMB的命运。我们的多学科研究团队团结在一起。 物理学/声学与生物学/生理学相结合，以更深入地了解基本的物理机制和细胞机制。 根本原因是UTMC推动了基因的传递。最终，我们的研究团队将为基因优化定义一个合理的基础。 其中有一项令人瞩目的技术创新和加速，将核酸和治疗学的翻译技术应用到了我们的床边。

Increasing  knowledge  of  the  molecular  underpinnings  of  disease  is  driving  a  powerful  imperative  to  deliver  agents, such as nucleic acids, to silence expression of pathologic proteins for life-­saving treatment of heretofore  hopeless  illnesses.  Although  there  are  promising  developments  in  strategies  to  deliver  cell  membrane  impermeant  nucleic  acids,  such  as  siRNA,  to  disease-­causing  cells,  a  safe  and  efficient  method  for  targeted  delivery of these agents has remained elusive. A significant hurdle for gene therapies using vascular delivery is  to circumvent the endothelial barrier. We have been developing a unique technology using intravenously injected  nucleic acid-­loaded microbubbles (MB) which are triggered to cavitate (expand and contract) by ultrasound (US),  causing transient permeabilization of the adjacent cell membrane and delivery of the therapeutic carried by the  MBs. The potential of this site-­specific, non-­invasive delivery method is extraordinary, more so because the MBs  and US transducer also provide capability for simultaneous real time image-­guided navigation of therapy. Despite  its promise, the mechanisms underlying the efficacy of ultrasound-­triggered MB cavitation (UTMC) as a delivery  platform are poorly understood. Without a sound knowledge of the fundamental mechanisms by which safe and  effective  biotherapeutic  delivery  is  effected  by  UTMC,  its  ultimate  bedside  translation  is  impossible.  We  hypothesize that MBs cavitating in the microcirculation impart non-­lethal mechanical perturbations on endothelial  cells,  leading  to  signaling  events  that  culminate  in  endothelial  barrier  hyperpermeability.  We  propose  in  vitro  studies to systematically interrogate mechanistic pathways, followed by in vivo experiments to investigate UTMC  endothelial  barrier  effects  in  real  time,  addressing  three  Specific  Aims:  (1)  Determine  the  mechanisms  by  which UTMC increases endothelial barrier permeability. We will use transwells coated with endothelial cells  and manipulate candidate pathways to test the hypothesis that UTMC-­induced Ca2+ influx increases endothelial  permeability.  We  will  optically  measure  attendant  cellular  events  using  multicolor  confocal  microscopy,  thus  correlating  barrier  function  to  cell  response;;  (2)  Determine  the  relationship  between  in  vivo  MB  cavitation  behaviors  and  transendothelial  transport  of  macromolecules  (siRNA).  We  will  use  a  custom  ultra-­high  speed  camera  to  visualize  in  vivo  US-­MB  vibrations  in  the  microcirculation  to  test  the  hypothesis  that  MB  cavitation  causes  quantifiable  mechanical  events,  then  derive  physical  principles  governing  UTMC-­mediated  hyperpermeability;; (3): Determine extravasation pathways and cellular fate of siRNA-­loaded MBs during  UTMC in vivo. We will use intravital high-­speed multicolor confocal microscopy in cremaster microcirculation to  visualize  endothelial  barrier  properties  and  siRNA-­loaded  MB  fate.  Our  multi-­disciplinary  team  unites  physics/acoustics with biology/physiology to derive insights into fundamental physical and cellular mechanisms  underlying UTMC-­facilitated gene delivery. Ultimately, our research will define a rational basis for optimization  of this remarkable technology and accelerate the translation of nucleic acid therapeutics to the bedside.