论文部分内容阅读
研究目的肿瘤中的癌细胞通常以具有不同功能特性的不同表型状态存在。干细胞理论认为,肿瘤起源于癌症干细胞(CSCs),其特征为,自我更新,无限的生长潜力和多向分化潜能。研究人员已在许多实体瘤中发现了 CSCs,包括乳腺癌,脑瘤,肺癌和黑素瘤。CSCs对放射治疗以及化学疗法有抗性,可以逃避免疫系统并转移扩散。因此,CSCs治疗在整个肿瘤治疗过程中至关重要。本研究通过静电纺丝法制备包含羟基化多壁碳纳米管(MWCNTs-OH)和全反式维甲酸(ATRA)的聚己内酯(PCL)纳米纤维,结合光热疗法与分化疗法治疗CSCs。方法1.通过静电纺丝技术制备不同浓度配比MWCNTs-OH,ATRA及PCL的静电纺丝纤维膜,应用扫描电镜(SEM)对纺丝纤维膜表面形态,直径等进行观察;拉曼光谱(Raman)以及X线衍射(XRD)分析纤维中ATRA,MWCNTs-OH以及PCL状态;并对纤维膜片的亲水性,疏水性以及机械性能进行测试。2.将含有不同成分的静电纺丝纤维膜分别放入磷酸缓冲盐溶液(PBS)以及昆明小鼠的背部,检测不同时间段内,近红外照射(NIR,808nm,1.5 W/cm2)下介质中温度变化以此观察静电纺丝纤维膜光热性能。3.高效液相色谱法(HPLC)检测载有不同ATRA含量的纤维膜载药量以及包封率,进一步,在选定时间段,检测有/无NIR照射下,纤维膜释放到PBS中的ATRA含量。4.免疫荧光,蛋白质印记(WB)以及流式细胞术检测与纤维膜共培养一段时间后胶质瘤干细胞(GSCs)标志物CD133的表达量,用以评估纤维膜对GSCs分化作用。5.CCK-8检测有/无NIR照射下不同成分纤维膜对GSCs毒性,明确不同治疗模式对GSCs的治疗效果。6.将含有MWCNTs-OH纤维膜置于昆明小鼠的背部,15天后,通过苏木精-伊红染色法(H&E)观察昆明鼠肝,肺及肾组织是否有损伤以此评估含MWCNTs-OH纤维膜的生物相容性。此外将GSCs接种于Balb/c裸鼠背部制作肿瘤模型,并将不同成分纤维膜置于小鼠肿瘤处,观察在有/无NIR照射下肿瘤大小以此评估纤维膜体内抗肿瘤效果。结果1.含0.2%w/v MWCNTs-OH的纺丝直径光滑,形态均一,此外加入MWCNTs-OH后,纤维直径减小;拉曼光谱显示纤维中MWCNTs-OH以及ATRA化学官能团没有改变;XRD显示当加载0.2w/v%MWCNTs-OH时,PCL峰宽度和强度没有明显变化。然而,在加载不同浓度的ATRA之后,PCL的特征峰强度变低并且变宽;水接触角显示加载MWCNTs-OH以及ATRA后,膜片的亲水性没有明显变化;加载ATRA后膜片的机械强度明显降低,然而加载MWCNTs-OH可以改善因ATRA导致膜片机械强度降低的情况。2.NIR照射30s后,含有0.2w/v%MWCNTs-OH的膜片使介质温度升高至48.92℃,90s后达到60℃以上。因此,添加MWCNTs-OH的膜片可以使周围介质在NIR照射下迅速升温,达到“治疗温度范围”(42-47℃),体内外治疗光热性能稳定且良好。3.纤维膜的载药量以及包封率高,突释现象不明显,并且在近红外照射下,ATRA的释放速度加快。4.免疫荧光,流式细胞术,蛋白质免疫印迹实验显示,与载有ATRA纤维膜片共培养一段时间后,GSCs标志物CD133表达量下降。5.GSCs与载有最高浓度ATRA纤维膜片共培养3天后活性依旧较高;在NIR照射2min下,相较于载有MWCNTs-OH膜片,同时载有MWCNTs-OH以及ARTA膜片组的GSCs显示更低的细胞活性,且延长NIR照射时间至3min可进一步降低GSCs细胞活性。6.移植含有MWCNTs-OH膜片小鼠与没有移植膜片小鼠的肝肺肾没有明显变化;在NIR照射下,载有MWCNTs-OH以及ARTA膜片组小鼠肿瘤大小与对照组有统计学差异,疗效显著。结论通过静电纺丝技术构建PCL/ATRA/MWCNTs-OH生物可降解纳米纤维缓释膜片,形态光滑,直径均一,光热性能良好并且可以诱导CSCs分化,该纤维膜片有机的将光热治疗与分化治疗相结合,体内体外抗肿瘤效果良好,并且具有良好的生物相容性。因此,该体系具有术后局部治疗肿瘤以及预防复发的潜能。