荷瘤大鼠磁流體熱療影響腫瘤血管生成的研究.pdf

1、惡性腫瘤的發(fā)病率呈現(xiàn)逐年升高的趨勢(shì)，在許多國(guó)家已位居常見(jiàn)死亡原因的首位。雖然世界各國(guó)都在盡力防治惡性腫瘤這類疾病，但是進(jìn)步不快。腫瘤治療問(wèn)題已經(jīng)有了很多苗頭和好的趨向，治愈率也有一定提高，但仍然需要從整體策略方面加以改善。人們迫切期望治療手段有重大的突破，以達(dá)到大幅度降低發(fā)病率和提高治愈率的目的。 傳統(tǒng)的腫瘤加溫治療已有多年歷史，是繼手術(shù)、放療、化療和生物治療之后的又一個(gè)重要的腫瘤治療措施，但一直處于輔助和姑息治療的地位，其主要

2、問(wèn)題是腫瘤治療溫度太低。近年來(lái)，納米技術(shù)的研究獲得了飛速發(fā)展，磁性納米微粒不僅可以用作藥物載體，而且在一定強(qiáng)度和頻率的交變磁場(chǎng)作用下可發(fā)熱升溫。將磁性納米材料（magnetic nanoparticle，MN）導(dǎo)入腫瘤病灶局部，可以精確地將靶組織加熱到更高的治療溫度，實(shí)現(xiàn)所謂的腫瘤“適形熱療”（comformal hyperthemia，CH），已成為研發(fā)腫瘤熱療新方法的重要研究方向和可能的突破口。 熱刺激導(dǎo)致的組織熱效應(yīng)包括直

3、接熱效應(yīng)和間接熱效應(yīng)。前者被認(rèn)為主要是細(xì)胞的壞死和凋亡，而后者主要是機(jī)體的免疫反應(yīng)和類似通過(guò)細(xì)胞因子影響血管生成等，可能在腫瘤的熱治療中發(fā)揮更重要的作用。間接熱效應(yīng)分子生物學(xué)機(jī)制可能包括：巨噬細(xì)胞活化、多種細(xì)胞因子釋放、梗塞再灌注損害和免疫反應(yīng)等。根據(jù)我們的文獻(xiàn)檢索分析，尚未見(jiàn)關(guān)于間接熱效應(yīng)的血管生成機(jī)制方面的研究報(bào)道。 為此，我們采用了基于磁性納米技術(shù)的磁感應(yīng)治療新方法，對(duì)影響腫瘤血管生成的生物學(xué)效應(yīng)進(jìn)行了初步探討。

4、第一章Wistar大鼠Walker-256腫瘤模型的建立及生物學(xué)特性 目的：探討建立Wistar大鼠皮下Walker-256腫瘤模型的可行性，并觀察其生物學(xué)行為。 方法：Wistar大鼠右腋皮下注射Walker-256腫瘤細(xì)胞懸液2×106個(gè)細(xì)胞/0.6ml·只，建立皮下腫瘤模型，觀察腫瘤生長(zhǎng)情況，并取皮下腫瘤結(jié)節(jié)進(jìn)行病理檢查。 結(jié)果：1）7～9天左右種植部位皮下即可長(zhǎng)出直徑約1.0cm的腫瘤結(jié)節(jié)，病理證實(shí)為惡性

5、腫瘤。2）腫瘤種植成功率高，達(dá)97.78％（176/180例）。3）荷瘤大鼠平均自然生存期較長(zhǎng)，達(dá)35.50±5.59天。4）動(dòng)物腫瘤模型穩(wěn)定，腫瘤結(jié)節(jié)直徑達(dá)到0.5～1.0cm后，腫瘤無(wú)自發(fā)消退現(xiàn)象。 結(jié)論：1）建立Wistar大鼠皮下Walker-256腫瘤模型成瘤率高，可作為惡性腫瘤基礎(chǔ)研究的模型；2）所建立的模型生物學(xué)性狀穩(wěn)定，荷瘤生存期較長(zhǎng)，腫瘤無(wú)自發(fā)消退現(xiàn)象。 第二章 Fe3O4納米磁流體介導(dǎo)磁感應(yīng)治療Wis

6、tar大鼠Walker-256皮下腫瘤 目的：探討Fe3O4磁性納米微球磁感應(yīng)加熱治療Wistar大鼠Walker-256皮下腫瘤的作用。 方法：用Walker-256腫瘤細(xì)胞株建立Wistar大鼠皮下移植瘤模型，將研制的Fe3O4磁性納米微球注入腫瘤組織內(nèi)，加入交變磁場(chǎng)中進(jìn)行磁感應(yīng)治療，控溫在50～55℃，分別加熱治療1、2、3次（即MFH1、MFH2和MFH3組）后，分析比較3個(gè)磁感應(yīng)治療實(shí)驗(yàn)組和注入磁流體未熱療組（

7、MF組）較生理鹽水對(duì)照組（NS組）的腫瘤體積抑制率和生存期。同時(shí)觀察磁感應(yīng)治療后腫瘤的病理改變，以及磁流體介導(dǎo)磁感應(yīng)治療的升溫效果。 結(jié)果：1）腫瘤組織溫度能在6～10分鐘內(nèi)達(dá)到50～55℃，周圍正常組織不升溫。2）磁流體介導(dǎo)的磁感應(yīng)治療對(duì)MFH2和MFH3組腫瘤在2周內(nèi)有明顯的腫瘤體積抑制作用，腫瘤體積抑制率65±3.5％、71.6±4.2％。治療對(duì)MFH1組腫瘤也有一定抑制作用，但曲線斜率改變不明顯。MF組腫瘤體積－時(shí)間曲線

8、無(wú)差別。3）NS組平均生存期35.50±5.59天，MFH3組：41.88±6.48天，MFH2組：42.13±4.98天，MFH1組：39.00±5.30天，MF組：36.06±6.57天。與NS組比較：MFH3和MFH2的生存期延長(zhǎng)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，q值分別為-6.375，-6.625；P值分別為0.003，0.002。MFH1和MF的生存期差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，q值分別為-3.500，-0.563；P值分別為0.093，0.785。

9、4）NS組、MF組腫瘤表面光滑，或見(jiàn)少許出血，小灶性壞死區(qū)。癌細(xì)胞密度大，細(xì)胞核大，核仁明顯，易見(jiàn)核分裂相。熱療組部分腫瘤表面凹凸不平及焦痂。腫瘤組織內(nèi)大片壞死殘留的無(wú)結(jié)構(gòu)紅染物質(zhì)，或空洞，部分細(xì)胞核有固縮、碎裂及崩解，可伴有明顯出血區(qū)（MFH3、MFH2比MFH1組明顯）。 結(jié)論：1）Fe3O4的磁流體熱療能使靶組織達(dá)到理想的治療溫度，而正常組織不升溫，即“適形熱療”。2）磁流體熱療能顯著抑制Wistar大鼠Walker-25

10、6皮下腫瘤增殖，延長(zhǎng)荷瘤鼠的生存期，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡。3）對(duì)于腫瘤的抑制效應(yīng)，存在明顯的時(shí)間與熱劑量關(guān)系。4）磁流體熱療對(duì)該腫瘤的治療作用提示，它也可能為其他實(shí)體瘤的治療提供一條新的途徑。 第三章 Walker-256皮下腫瘤模型磁感應(yīng)治療后對(duì)血管生成的影響 目的：探討磁流體介導(dǎo)的磁感應(yīng)治療對(duì)Wistar大鼠Walker-256皮下腫瘤模型血管生成的影響。 方法：將制作的Fe3O4磁性納米微球注入Wistar大鼠

11、Walker-256皮下腫瘤模型的腫瘤組織內(nèi)，加入交變磁場(chǎng)中磁感應(yīng)治療，溫度控制在50～55℃，分別加熱治療1、2、3次（即MFH1、MFH2和MFH3組）后，采用逆轉(zhuǎn)錄－聚合酶鏈反應(yīng)（RT-PCR）和免疫組化（S-P）法分析比較3個(gè)實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）及受體（Flt-1、Flk-1）的mRNA水平、VEGF與微血管密度（MVD）的表達(dá)水平，并分析VEGF與MVD的相關(guān)性。 結(jié)果：1）MFH3、MFH2組

12、VEGF陽(yáng)性染色腫瘤細(xì)胞累積光密度值（IOD）和MVD陽(yáng)性染色內(nèi)皮細(xì)胞計(jì)數(shù)明顯減少。與NS組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，p值分別為0.000，0.001；0.000，0.001。而MF、MFH1組的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，p值分別為0.999，0.675；0.994，0.332。2）對(duì)腫瘤細(xì)胞中VEGF表達(dá)和間質(zhì)中內(nèi)皮細(xì)胞MVD計(jì)數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，兩者有顯著相關(guān)性，r=0.898，p=0.000。3）磁感應(yīng)治療能下調(diào)MFH3和MFH2組的VEGF

13、 mRNA、Flk-1 mRNA表達(dá)，與NS組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P值分別為0.000，0.006；0.005，0.014。而MF和MFH1組的VEGF mRNA、Flk-1 mRNA表達(dá)無(wú)明顯改變，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P值分別為0.648，0.231；0.994，0.158。4）磁感應(yīng)治療能下調(diào)MFH3組的Flt-1 mRNA表達(dá)，與NS組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P=0.009，而MF、MFH1、MFH2組的Flt-1 mRNA表達(dá)

14、無(wú)明顯改變，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P=0.954，0.983，0.699。5）在50～55℃范圍內(nèi)，F(xiàn)lk-1受體比Flt-1受體對(duì)磁感應(yīng)熱療的反應(yīng)更敏感，提示新生血管可能比成熟血管對(duì)熱劑量更敏感。 結(jié)論：1）磁流體介導(dǎo)的磁感應(yīng)治療能下調(diào)荷瘤鼠內(nèi)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）及受體（Flk-1和Flt-1）的表達(dá)。這些血管生成調(diào)控因子的減少，可能導(dǎo)致了腫瘤內(nèi)血管生成的減少，MVD計(jì)數(shù)也證實(shí)腫瘤內(nèi)血管數(shù)目的下降。2）磁流體熱療對(duì)新生血管