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第一部分反馈系统控制优化组合药物技术应用于非小细胞肺癌细胞株目的:采用反馈系统控制(Feedback system control,FSC)优化组合药物技术,对A549、H226和H460三种非小细胞肺癌细胞株进行分析研究,快速筛选出针对每种细胞株的最优药物组合。方法:根据FSC技术的实验设计,采用CCK-8实验检测顺铂、卡铂、多西他赛、紫杉醇、培美曲塞、吉西他滨、长春瑞滨和厄洛替尼分别作用于A549、H226和H460 NSCLC三种细胞株的细胞存活率,并且通过Graphpad prism 6.0软件计算半数抑制率(IC50)。根据部分析因设计法(Fractional Factorial Design,FFD)针对上述八种药物在三个浓度水平(0,1/5IC50,1/2IC50)得出的初始药物组合再次采用CCK-8实验计算每种组合的细胞存活率。采用多项式拟合搜索算法对初始药物组合实验数据进行分析建模并计算出优化药物组合。CCK-8实验验证最优药物组合并与优化前对比。应用Western blot实验验证药物组合对凋亡相关蛋白的影响。结果:(1)应用FSC优化组合药物技术仅测试了59种组合,约占所有组合的0.9%(59/6561)就完成了药物组合的优化。其中针对A549细胞的药物组合为卡铂(2.95×10-4M)、紫杉醇(1.18×10-4M)和多西他赛(3.78×10-5M);针对H226细胞的最佳药物组合为顺铂(4.43×10-4M)、吉西他滨(3.13×10-3M)和紫杉醇(1.08×10-6M);针对H460细胞的最佳药物组合为顺铂(5.59×10-4M)、吉西他滨(5.45×10-9M)和培美曲塞(7.73×10-4M)。(2)优化后药物组合与初始组合相比,细胞杀伤率均明显上升,而药物剂量均显著下降,差异有统计学意义。(3)Western Blot实验表明优化后的药物组合较单药和临床常用组合可明显促进Caspase家族的激活(cleaved-Caspase-9,cleaved-Caspase-8,cleaved-Caspase-3),促进促凋亡蛋白Bax的表达,减少抗凋亡蛋白Bcl-2的表达。结论:应用FSC技术成功对三种不同NSCLC细胞株进行了药物组合的优化,该技术有望成为癌症患者快速筛选药物组合的可靠方法。第二部分人非小细胞肺癌原代干细胞的培养目的:初步掌握从肺癌组织块和胸水中分离、培养、传代、冻存和复苏肺癌干细胞的方法和技术,以期为将来FSC技术应用于非小细胞肺癌干细胞药物组合优化和个体化治疗奠定基础。方法:采用无血清悬浮培养法对肺癌干细胞进行分离、富集和培养。结果:(1)利用无血清悬浮细胞培养法,成功培养出18例标本的肺癌干细胞。(2)从分离为单个悬浮细胞到肺癌干细胞成球的平均培养时间是4.28±2.25天。其中,来源于手术组织标本的干细胞球形成的平均时间是3.60±1.51天,来源于胸水的干细胞球形成的平均时间是6.00±1.41天,两者具有统计学差异(P<0.01)。结论:无血清悬浮细胞培养法可以有效地分离、培养、富集肺癌肿瘤干细胞。