低强度超声结合血卟啉杀伤和诱导艾氏腹水瘤细胞凋亡的研究

论文摘要

据WHO预测,恶性肿瘤将成为21世纪危害人类健康的头号杀手,但就目前肿瘤的治疗而言,特别是中晚期肿瘤,任何一种常规治疗（手术切除、化学疗法、放射疗法等）均不能单独成为一种根治肿瘤的手段,综合治疗已逐渐成为治疗肿瘤的主要方法。1989年,日本学者在光动力学疗法的基础上提出了一种新的抗肿瘤理论,即声动力学疗法（Sonodynamic Therapy,SDT）。该理论主要是利用超声能穿透深层组织并聚焦于特定的部位,激活富集在组织和细胞内的光敏剂产生协同效应这一特点,达到抗癌效果,从而弥补了光动力学疗法等的局限性。因此,SDT是具有重要理论研究意义和临床应用价值的抗肿瘤新思路,在肿瘤治疗的方法探索方面倍受关注。 SDT提出以来已得到迅速的发展,目前国内外学者主要以离体培养的人肿瘤细胞和动物移植肿瘤为研究对象,就不同的超声参数结合不同的光敏剂对肿瘤细胞和肿瘤的杀伤效应及机制做了探讨,并提出了各种理论。迄今为止,SDT仍处于实验阶段,距临床实践尚有一定的距离。为了更多积累声动力学疗法在理论研究方面的资料,从而进一步推动该疗法的发展,使其早日应用于临床实践,本论文在综合国内外研究进展的基础上,结合本实验室前期研究结果,依托国家自然科学基金项目“超声激活血卟啉诱导肿瘤细胞凋亡的分子学机制的研究”的支持,采用频率为1.43MHz、能量为1W/cm2的低强度聚焦超声结合3.5ug/ml血卟啉浓度等实验参数,通过显微和超微结构等层次对超声结合血卟啉杀伤腹水型艾氏腹水瘤细胞（EAT）的动态变化过程进行了观察分析,同时利用AV-PI荧光双染、TUNEL法及免疫细胞组织化学等方法对超声结合血卟啉诱导EAT细胞凋亡以及与凋亡相关蛋白的变化进行了研究,最后通过加入自由基清除剂对超声结合血卟啉作用效应的影响和检测细胞中MDA的含量探讨了SDT的作用机理。得出的结论如下: 1、通过不同的时间段取材进行形态学观察分析,发现血卟啉可明显增强低强度超声对EAT细胞的杀伤程度,并且可对EAT细胞造成继发性损伤,其作用的敏感位点主要是细胞的膜性结构,其中线粒体是最易受损的膜性细胞器。 2、用形态学、AV-PI荧光双染和TUNEL法的研究均证实1.43MHz、1W/cm2的聚焦超声可通过诱导EAT细胞凋亡而致其死亡。表明超声结合血卟啉在损伤细胞而使其死亡的同时还存在诱导肿瘤细胞凋亡致其死亡的作用模式。

论文目录

• 前言
• 1 超声激活血卟啉抗肿瘤效应的研究状况
• 1.1 声动力学疗法的提出
• 1.2 光敏剂及其特性
• 1.2.1 血卟啉及其衍生物的生化特征
• 1.2.2 其它药物作为声敏剂
• 1.3 超声及超声作用的物理机制
• 1.4 声动力学疗法的研究状况
• 1.5 肿瘤细胞声敏位点损伤的研究进展
• 1.5.1 线粒体和内质网
• 1.5.2 细胞膜
• 1.5.3 细胞核及DNA
• 1.5.4 骨架及微管微丝
• 1.6 声动力学疗法的机制
• 1.6.1 超声空化效应
• 1.6.2 单线态氧机制
• 1.6.3 自由基理论
• 1.6.4 诱导细胞凋亡
• 2 声动力学疗法与细胞凋亡
• 2.1 细胞凋亡与肿瘤的发生和发展
• 2.2 细胞凋亡与肿瘤的治疗
• 2.3 细胞凋亡的调节
• 2.3.1 caspase家族（半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶）
• 2.3.2 bcl-2家族
• 2.3.3 p53
• 2.4 声动力学疗法诱导肿瘤细胞凋亡
• 2.5 细胞凋亡与氧化应激
• 2.5.1 活性氧对细胞损伤的途径
• 2.5.2 氧自由基诱导细胞凋亡
• 3 本论文的立论依据及目的意义
• 4 超声结合血卟啉对艾氏腹水瘤细胞（EAT）杀伤效应的研究
• 4.1 超声强度及血卟啉浓度参数的筛选
• 4.2 超声结合血卟啉对EAT细胞杀伤效应的形态学研究
• 4.2.1 普通光学显微镜观察超声处理后细胞结构的变化
• 4.2.2 扫描电镜观察处理后细胞表面超微结构的变化
• 4.2.3 透射电镜观察处理后细胞超微结构的变化
• 4.3 超声结合血卟啉诱导EAT细胞凋亡的研究
• 4.3.1 Annexin V-FITC／PI荧光双染
• 4.3.2 TUNEL法检测细胞凋亡
• 4.3.3 讨论
• 4.3.4 超声激活血卟啉对EAT细胞中Caspase-3、Bcl-2、Bax和p53蛋白表达的免疫组化研究
• 4.4 超声结合血卟啉杀伤EAT细胞机制的研究
• 4.4.1 自由基清除剂对超声结合血卟啉杀伤EAT细胞的作用
• 4.4.2 超声结合血卟啉对EAT细胞脂质过氧化的影响
• 总结
• 致谢
• 参考文献
• 图版及图版说明
• 硕士期间研究成果