负载Photosan的氧化钛纳米颗粒介导胰腺癌光动力治疗的体内外研究

【摘要】第一部分负载Photosan的氧化钛纳米颗粒对体外培养人胰腺癌细胞Panc-1的光动力灭活作用目的探求Photosan和中空二氧化钛纳米颗粒装载的Photosan(简称Nano-Photosan)介导的光动力治疗(PhotodynamicTherapy,PDT)对体外培养人胰腺癌细胞Panc-1的疗效。探索Photosan和负载Photosan的氧化钛纳米颗粒的杀伤效果及最佳灭活参数。方法1.MTT比色分析法测定Photosan及Nano-Photosan对正常胰腺细胞系H6C7及胰腺癌细胞系Panc-1的作用。2.AnnexinV-FITC/PI双染标记法检测Photosan及Nano-Photosan导致的H6C7和细胞Panc-1凋亡与坏死。结果1.MTT比色分析法结果显示：仅使用光照或仅用光敏剂孵育均不影响正常胰腺细胞H6C7、胰腺癌细胞Panc-1的存活；两种光敏剂的光动力灭活在一定范围内与光敏剂的浓度、孵育时间及单位面积光照剂量呈正相关；相同参数设定下的Nano-Photosan较Photosan对细胞Panc-1具有更强杀伤作用；各自最佳应用参数中,Photosan介导的PDT治疗后4小时出现细胞Panc-1生长状况欠佳；Nano-Photosan介导PDT治疗后2小时出现细胞Panc-1生长状况欠佳；Nano-Photosan比Photosan对细胞Panc-1的生长抑制效应起效更快；两种光敏剂介导的PDT(使用最适参数)对正常胰腺H6C7细胞均未发现有明显杀伤抑制作用。2.AnnexinV-FITC/PI双染标记法检测显示,Photosan介导PDT和Nano-Photosan介导PDT对细胞Panc-1的灭活效应均以诱导细胞凋亡为主；在应用各自最适参数处理后,Nano-Photosan介导PDT较Photosan介导PDT引起的细胞Panc-1整体凋亡坏死率高(P<0.05)。结论1.Photosan及Nano-Photosa_n均需要配合一定频率的光波照射后方可通过细胞凋亡、坏死介导光动力灭活作用。2.Nano-Photosan介导PDT比Photosan介导PDT对细胞Panc-1系具有更快速、更强力、更高效的灭活效应。两种光敏剂介导的PDT治疗对正常胰腺细胞可能无毒副作用。3.Photosan介导PDT和Nano-Photosan介导PDT对细胞Panc-1株的杀伤作用主要通过诱导细胞凋亡来实现。第二部分在体评估Nano-Photosan介导PDT对胰腺癌的灭活作用目的构建裸鼠人胰腺癌细胞Panc-1模型,评估Photosan及Nano-Photosan介导的光动力治疗对在体肿瘤生长的抑制效应。方法1.构建裸鼠人胰腺癌细胞Panc-1移植瘤模型。2.观察并比较Photosan及Nano-Photosan对裸鼠人胰腺癌移植瘤的治疗效果及副反应。结果1.人胰腺癌细胞Panc-1裸鼠移植成功率为100%,肿瘤平均体积达0.2cm3左右耗时7+2天。2.从PDT治疗后2天起,Photosan介导PDT治疗组及Nano-Photosan介导PDT治疗组与对照组肿瘤体积比较存在统计学差异(P<0.05),而Photosan组与Nano-Photosan组比较从PDT治疗后第6天开始表现出统计学差异(P<0.05)。PDT治疗组裸鼠移植瘤的重量及体积明显较对照组为低,且Nano-Photosan组显著小于Photosa.n组(P<0.05)。3.PDT治疗后14天处死鼠肿块HE染色镜下观察,Nano-Photosan组凋亡及坏死程度明显高于Photosan组,Photosan组鼠癌细胞并未完全灭活,而Nano-Photosan组未见明显存活癌细胞。4.Photosan及Nano-Photosan给药后裸鼠未发现明显副作用及不良反应。结论1Photosan及Nano-Photosan均对人胰腺癌荷瘤裸鼠模型中肿瘤都具有治疗效果,后者对胰腺癌的灭瘤效应明显优于前者,且耗时短。2Photosan及Nano-Photosan介导的PDT对正常组织可能是安全的。第三部分负载Photosan的氧化钛纳米颗粒介导的PDT对人胰腺癌细胞Panc-1的作用及机制研究目的研究Nano-Photosan在PDT中对胰腺癌细胞Panc-1的光动力灭活作用对细胞周期及自噬的影响并探讨其机制。方法1.根据第一、二部分测定的光动力最佳治疗参数处理Panc-1细胞。PI单染结合流式细胞仪检测Photosan及Nano-Photosan分别介导PDT后Panc-1细胞的周期分布。2.实时定量基因扩增荧光检测系统(Real-timeQuantitativePCRDetectingSystem,RT-qPCR)检测TGF-β1mRNA表达变化；Western-blotting蛋白免疫印迹法检测TGF-β1,LC3B及Beclinl基因的蛋白表达差异。3.透射电镜技术检测Photosan及Nano-Photosan分别介导PDT后Panc-1细胞中的自噬现象。结果1.Nano-Photosan介导PDT作用后,细胞Panc-1周期被阻滞于G1期。2.相对于Photosan组,Nano-Photosan介导的PDT治疗后TGF-β1含量显著升高,而LC3B及Beclinl蛋白表达水平却在治疗后10小时内明显降低。3.两组光敏剂分别介导PDT后在在透射电镜下发现两者具有自噬小体和自噬小泡形成,但Nano-Photosan组自噬小体及自噬小泡数目显著小于Photosan组自噬小体及自噬小泡的量。结论1.Nano-Photosan介导的PDT作用后,细胞Panc-1的细胞周期被停滞于G1期。2.PDT能够诱导胰腺癌细胞Panc-1TGF-β1的表达水平升高从而抑制细胞增殖并使其趋向自噬,Nano-Photosan-PDT治疗介入此环节并扭转了TGF-β1对LC3B及Beclinl的上调趋势。3.经Nano-Photosan介导的PDT处理后Panc-1细胞后的自噬水平较Photosan介导的PDT处理后为低；细胞周期亦影响了自噬水平。
【作者】易深根；
【导师】杨竹林；
【作者基本信息】中南大学，外科学，2014，博士
【关键词】光动力疗法；纳米光敏剂；中空氧化钛纳米颗粒；胰腺癌；Panc-1细胞；二氧化钛纳米颗粒；光敏剂；胰腺癌裸鼠移植瘤；中空纳米氧化钛颗粒；TGF-β1；LC3B；Beclin1；细胞周期；

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