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肿瘤转移是癌症患者死亡的重要原因每年有90%的癌症患者因肿瘤转移而死亡。所以研发抗肿瘤转移药物是当今药物研究的重点。肝素酶是一种糖苷酶,在肿瘤细胞的侵袭转移中发挥重要作用,并且肝秦酶还可促进肿瘤血管增生。因而肝素酶是今后药物研发的重要靶点。氨基多糖是一种阳离子天然多糖,因其一系列独特的特性而被关注,例如低毒副作用、可降解性、低免疫原性和生物相容性等。本课题组在前期的研究中发现氨基多糖纳米微粒具有一定的抗肿瘤作用,并且具有易吸收,低毒副作用的特点,可抑制裸鼠肝癌移植瘤血管增生,因而氨基多糖纳米微粒能在癌症治疗中发挥重要作用。
本研究对氨基多糖纳米微粒抑制人肺细胞癌转移的效果和机理作了初步的探索研究,通过体外细胞迁移试验和裸鼠移植瘤模型,为今后在临床上应用提供理论依据。
主要研究结果如下:
1.用原子力显微镜,Zeta电位仪和粒径仪分析氨基多糖纳米微粒的表征,经检测氨基多糖纳米微粒呈正电,Zeta电位范围35.5-66.59mv,平均51.32mv,粒径分布于51.68-73.21nm平均61.83nm。将氨基多糖纳米微粒应用于Transwell细胞迁移检测板后,氨基多糖浓度分别为0μg/ml(空白对照组),30μg/ml,60μg/ml,90μg/ml,150μg/ml,200μg/ml时,趋化细胞平均数分别是92.80±2.387,74.60±1.600,63.80±1.014,50.20±2.817,41.40±3.414,38.80±1.114,且均差异显著(P<0.05)。显示氨基多糖纳米微粒在体外抑制人肺癌SPC-A-1细胞迁移呈量效关系。
2.裸鼠人肺癌SPC-A-1移植瘤实验结果显示,在实验的28d后,与对照组相比,口服氨基多糖纳米微粒的灌胃30mg/kg.w组,灌胃60mg/kg.w组,灌胃90mg/kg.w组相对肿瘤增殖率T/C分别为59.4%,38.6%和47.7%,顺铂组为32.2%,均对裸小鼠移植瘤的生长有明显的抑制作用(P<0.05)。光镜检查肺,肝,脾和肾形态组织发现,改善因为肿瘤生长而引起的肺、肝、脾和肾组织损伤,氨基多糖纳米微粒能有效抑制肿瘤转移到肺。电镜观察氨基多糖纳米徼粒可有效破坏肺癌细胞结构。
3.裸鼠血液中肝素酶,细胞侵袭酶尿激酶,TNF-α,IL-1β酶活和分泌量检测,移植瘤中肝素酶和尿激酶,脾脏组织中TNT-α和IL-1βmRNA丰度研究结果显示,与对照组相比,灌胃30mg/kg.w组,灌胃60mg/kg.w组,灌胃90mg/kg.w组和顺铂组均能抑制肝素酶活和表达,酶活分别是对照组的80.0%(P>0.05),63.3%(P<0.05),76.8%(P>0.05),59.7%(P<0.05),表达分别是对照组的94.8%(P>0.05),59.9%(P<0.05),68.8%(P<0.05),52.4%(P<0.05)。但3个试验组对肝素酶的酶活和表达抑制呈双相性,即出现灌胃60mg/kg.w组最好情况。灌胃30mg/kg.w组,灌胃60mg/kg.w组,灌胃90mg/kg.w组均可促进TNF-α分泌量,分别是对照组的115.9%(P<0.01),153.4%(P<0.01),122.1%(P<0.01),表达分别是对照组的103.1%(P>0.05),197.5%(P<0.01),113.6%(P>0.05)。顺铂抑制TNF-α分泌量和表达,分别是对照组的87.1%(P>0.05),52.3%(P<0.05)。灌胃30mg/kg.w组,灌胃60mg/kg.w组,灌胃90mg/kg.w组均可促进IL-1β分泌量与对照组相比为107.1%(P>0.05),194.0%(P<0.01),120.4%(P>0.05),表达分别为101.9%(P>0.05),130.9%(P<0.01),135.5%(P<0.01)。顺铂抑制IL-1β分泌和表达与对照组相比分别为92.8%(P>0.05),42.4%(P<0.01)。灌胃30mg/kg.w组,灌胃60mg/kg.w组,灌胃90mg/kg.w组对尿激酶酶活增强作与对照组相比为113.2%(P<0.05),133.3%(P<0.05),107.5%(P<0.05),表达为为166.1%(P<0.05),171.2%(P<0.05),139.4%(P>0.05)。而顺铂组抑制尿激酶活性和表达,活性与对照组相比为99.11%(P>0.05)。表达与对照组相比为87.0%(P>0.05)。双相性可能是由激活尿激酶活性造成的,因为激活尿激酶可促进TNF-α和IL-1β表达,而这两者可促进肝素酶分泌。从顺铂抑制尿激酶活性抑制TNF-α和IL-1β表达可以看出,尿激酶活性关系到TNF-α和IL-1β表达。提示:氨基多糖纳米微粒抑制肿瘤转移的机理是通过抑制在肿瘤侵袭转移过程中起重要作用的肝素酶的酶活和转录来实现的。氨基多糖也可能通过因此来抑制肿瘤生长。
因此,氨基多糖纳米微粒通过抑制肿瘤细胞肝素酶酶活和转录,进而抑制瘤转移。从而有效抑制肺细胞癌的生长。