金屬富勒烯與順鉑聯(lián)合使用的抑瘤作用及其機理的研究.pdf

1、新型納米材料水溶性金屬富勒烯[Gd@C82(OH)22]n以其獨特的生物學(xué)特性在抗癌研究中發(fā)揮著重要作用，它以低毒和高效抑瘤的特點引起各國學(xué)者的關(guān)注。對其抗癌機制和毒副作用的深入研究將為臨床癌癥治療提供信息。本研究以接種肝癌H22腫瘤細胞的小鼠為動物模型，應(yīng)用納米顆粒的表征技術(shù)、電鏡技術(shù)、激光動態(tài)光散射儀、流式細胞儀、質(zhì)譜、組織化學(xué)技術(shù)、分子技術(shù)等手段在動物水平、細胞水平、分子水平研究了[Gd@C82(OH)22]n和傳統(tǒng)化療藥物順鉑對

2、正常小鼠、腹水瘤小鼠和實體瘤小鼠進行了抑瘤機制和毒副作用、逆轉(zhuǎn)腫瘤抗藥性方面做了探討，取得了以下研究結(jié)果：
　　 1、[Gd@C82(OH)22]n在生物體系中良好的穩(wěn)定性，提供了研究其抑瘤作用的可行性。
　　 [Gd@C82(OH)22]n在水溶液中呈聚集狀態(tài)，大小為50 nm左右，分散性和水溶性較好。
　　 在水溶液中質(zhì)地較軟，具備完好的籠型結(jié)構(gòu)。表面電荷為-8.52±1.65mV，呈弱負(fù)電形式，具備穩(wěn)定的微

3、晶結(jié)構(gòu)。此顆粒在生理鹽水或1640培養(yǎng)基中同樣具備很好的穩(wěn)定性和分散性，這為研究它在抑瘤方面的作用提供了前提條件。
　　 2、[Gd@C82(OH)22]n 與順鉑的聯(lián)合作用有效提高對小鼠肝癌實體瘤的抑制效率。
　　 [Gd@C82(OH)22]n 不能抑制小鼠肝癌腹水瘤，但可有效抑制實體瘤生長（抑制率50％），腫瘤細胞在不同的生長環(huán)境中營養(yǎng)方式供給的差異造成細胞增殖速度不同可能是造成這種現(xiàn)象的原因。細胞實驗證實[Gd@

4、C82(OH)22]n 對小鼠肝癌細胞不具備直接殺傷作用。另外，[Gd@C82(OH)22]n 對正常鼠肝癌實體瘤的抑制效果好于裸鼠肝癌實體瘤的抑制效果，說明[Gd@C82(OH)22]n的抑瘤作用有可能是通過激活細胞免疫激活機制達到抑瘤作用的。有趣的是，在細胞和動物水平上證實了[Gd@C82(OH)22]n 與順鉑的聯(lián)合作用可有效提高實體瘤的抑制效率，與單獨使用順鉑相比其抑制率提高了17％。
　　 3、首次將鐵代謝與順鉑造成的

5、脾損傷聯(lián)系起來研究其相互關(guān)系。順鉑對小鼠脾臟的特異性損傷可能與鐵在脾臟的巨噬細胞中的沉積相關(guān)。
　　 利用組織化學(xué)技術(shù)分析[Gd@C82(OH)22]n 處理小鼠后的臟器結(jié)構(gòu)表明，[Gd@C82(OH)22]n 對機體無毒副作用。低劑量順鉑可造成小鼠脾臟的特異性損傷，而對其它器官沒有傷害，通過低劑量順鉑連續(xù)注射小鼠會使其脾臟中的含鐵血黃素沉積顯著升高。進一步研究其機制發(fā)現(xiàn)，順鉑處理使動物體紅細胞受損，受損紅細胞被脾臟中的巨噬細胞

6、吞噬，鐵從紅細胞內(nèi)釋放鐵后增加了巨噬細胞內(nèi)鐵的含量。高鐵誘導(dǎo)了FPN1、Ferritin和Hepcidin的表達，F(xiàn)erritin 與FPN1 在結(jié)合鐵上存在競爭，限制了鐵的外排，另外，Hepcidin 會與FPN1 結(jié)合使其內(nèi)化，減弱了FPN1 外排鐵的能力，兩種因素最終導(dǎo)致鐵在脾臟的巨噬細胞中沉積，使脾臟組織受損。本研究可為動物體鐵代謝研究提供快速建立小鼠脾臟鐵沉積的模型。另外低劑量順鉑對除脾臟之外的器官無損傷的結(jié)果可為順鉑臨床治療

7、提供參考。
　　 4、對[Gd@C82(OH)22]n 與化療藥物順鉑的聯(lián)合使用可作為免疫增強劑，嘗試在臨床中的應(yīng)用提供了有力的實驗證據(jù)。
　　 流式細胞儀和Elisa測定的數(shù)據(jù)表明，[Gd@C82(OH)22]n 能顯著提高CD4+型T細胞的比例，在正常鼠和荷瘤鼠兩組處理中，與對照組相比CD4+型T細胞的比例顯著升高（P<0.01），分別提高了21.9％和62.6％。細胞因子分析表明，[Gd@C82(OH)22]n 是

8、通過增加CD4+型T細胞的Th1 亞型細胞來實現(xiàn)對實體瘤的免疫抑制作用的，它可刺激IL-2和IFN-α細胞因子的分泌增多。細胞因子IL-2 可促進CD8+T細胞的增殖，進而增加CD8+型T細胞的比例，使具有細胞毒功能的細胞數(shù)量增加，增強對腫瘤的細胞免疫功能。同時[Gd@C82(OH)22]n 通過刺激機體的巨噬細胞增殖，使TNF-α因子的分泌增加，進而殺死腫瘤細胞。順鉑單獨使用不能產(chǎn)生以上的免疫增強反應(yīng)，反而有較大的抑制作用，但與[Gd

9、@C82(OH)22]n 聯(lián)合使用會大大增強對機體的免疫刺激能力，提示[Gd@C82(OH)22]n 可做為與化療藥物配合使用的免疫增強劑在臨床中使用。
　　 5、[Gd@C82(OH)22]n 與順鉑的聯(lián)合作用可逆轉(zhuǎn)腫瘤細胞的抗藥性是與其增強對細胞內(nèi)吞作用的激活有關(guān)。
　　 [Gd@C82(OH)22]n 與順鉑聯(lián)合作用可有效殺傷具順鉑抗性的腫瘤細胞，通過內(nèi)吞抑制劑阻斷細胞內(nèi)吞的實驗證明，[Gd@C82(OH)22]n

10、 是通過增強抗藥性細胞的內(nèi)吞作用，使進入細胞內(nèi)的順鉑增多，從而增強了對抗性細胞的毒性，達到逆轉(zhuǎn)腫瘤細胞抗藥性的目的。
　　 小結(jié)：[Gd@C82(OH)22]n 能顯著抑制小鼠肝癌實體瘤，但對肝癌腹水瘤沒有治療效果，細胞實驗證實該納米顆粒對H22細胞沒有直接毒性。進一步研究其機制發(fā)現(xiàn)[Gd@C82(OH)22]n 能激活體內(nèi)的免疫系統(tǒng)，通過增加Th1 型CD4+型T細胞及其釋放的細胞因子IFN-γ、IL-2和TNF-α完成殺傷腫

11、瘤的效果，與順鉑聯(lián)合應(yīng)用能顯著提高治療效果，尤其是在免疫激活方面表現(xiàn)出良好的保護效果。針對順鉑抗性腫瘤細胞的體外實驗發(fā)現(xiàn)，[Gd@C82(OH)22]n 聯(lián)合順鉑能有效逆轉(zhuǎn)PC-3 抗性細胞的順鉑耐藥性，其機制有可能是通過促進抗性細胞內(nèi)吞作用來增加細胞對順鉑的攝入量，從而增強順鉑對癌細胞的毒性。低劑量順鉑的應(yīng)用雖然對大多器官不造成顯著損傷，但它會引起脾臟的嚴(yán)重?fù)p傷，主要表現(xiàn)為嚴(yán)重的脾臟縮小、含鐵血黃素在脾臟中聚集增加、脾鐵含量增加、FP