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目的:IDO1是一种重要的免疫负调控分子,在调控肿瘤的免疫逃逸中发挥非常重要的作用,它通过改变肿瘤的侵袭和转移的能力,从而影响肿瘤的临床治疗的效果。本研究以小鼠肺癌为模型构建靶向小鼠肺癌的纳米基因导入系统GNR-MUA-PEI-FA(GMPF)/siIDO1,探讨其对小鼠肺癌(Lewis lung cancer)的肿瘤靶向性、IDO1基因的沉默效果、评估该纳米靶向系统联合光热效应对小鼠肺癌的治疗作用及其机制。方法:1.GNR-MUA-PEI-FA纳米材料的构建;参考经典的晶种子溶液生长法合成本实验所需的金纳米棒,并对金纳米棒进行进一步的功能化修饰。通过透射电子显微镜检测金纳米棒修饰前后的大小以及分散度情况;通过酶标仪检测紫外吸收光谱,观察其表面等离子共振效应;并通过核磁共振氢谱分析检测修饰前后金纳米棒表面的化学结构式。2.MTT法检测金纳米棒功能化修饰前后对细胞的毒性。3.凝胶阻滞实验检测GMPF与siIDO1结合的最佳质量比例、GMPF/siIDO1结合后si RNA的释放能力以及GMPF/siIDO1在血清中的稳定性。4.流式细胞技术检测GMPF/cy3-si GAPDH对LLC的转染效率,确定其最佳转染浓度和对LLC肺癌细胞的靶向性。5.q PCR、WB检测GMPF/siIDO1对LLC细胞的IDO1的沉默效果。流式细胞术检测体外GMPF/siIDO1基因沉默联合光热效应对LLC细胞凋亡的影响。6.将GMPF/cy3-si GAPDH通过尾静脉注射至C57BL/6小鼠体内,24h后取其心肝脾肺肾和肿瘤组织制成冰冻切片,荧光显微镜观察GMPF/cy3-si GAPDH靶向作用。7.将GMPF/siIDO1通过尾静脉注射至C57BL/6小鼠体内,通过基因沉默IDO1联合GMPF光热效应协同治疗小鼠肺癌,观察对小鼠肺癌的治疗效果。8.取各实验组小鼠肿瘤,用q PCR、WB检测肿瘤组织IDO1的沉默效果。9.将肿瘤组织制备石蜡切片,通过免疫组化检测各组小鼠肿瘤组织中IDO1的表达情况;TUNEL法检测GMPF/siIDO1基因沉默联合光热效应对小鼠肺癌组织凋亡的影响。结果:1.功能化修饰后的金纳米棒(GMPF)的紫外吸收光谱发生明显红移至790nm,透射电子显微镜下观察到其大小合适、分散度良好,核磁共振氢谱分析成功检测到叶酸分子的特征性化学键结构。2.GMPF与GMP组相比对细胞的毒性明显减低,其生物相容性和生物安全性明显提高。3.凝胶阻滞实验表明GMPF与siIDO1的质量比在4:1时,GMPF刚好能够全部结合siIDO1;凝胶阻滞实验表明GMPF/siIDO1能够在SDS的作用下释放出si RNA并且GMPF/siIDO1能够在50%的血清中稳定保存至72小时。4.流式细胞术检测表明GMPF/cy3-si GAPDH转染LLC细胞的最佳浓度为40μg/ml,转染效率为92.3%;另外,流式细胞术检测GMR-MUA-PEI(GMP)与GMPF转染细胞的效率,证明了GMPF对LLC细胞具有靶向性。5.q PCR、WB结果显示GMPF/siIDO1体外对IDO1的沉默效率分别为60%、43%;流式结果显示体外GMPF/siIDO1基因沉默联合光热效应对LLC细胞凋亡百分比为38.18%。6.组织冰冻切片结果显示,GMPF/cy3-si GAPDH通过尾静脉注射24h后,荧光物质主要蓄积在肿瘤,少量聚集在代谢器官肝脏、肾脏中,其它组织器官内未见明显聚集。7.将GMPF/siIDO1通过尾静脉注射至C57BL/6小鼠体内后,GMPF/siIDO1组及GMPF/siIDO1+laser组肿瘤的生长速度明显减慢、肿瘤的大小明显减小、肿瘤的重量明显减轻,结果显示:GMPF/siIDO1+laser组治疗效果最好。8.将GMPF/siIDO1通过尾静脉注射至C57BL/6小鼠体内能有效地沉默肿瘤组织IDO1的表达,q PCR及WB结果显示:GMPF/siIDO1+laser组体内实验的沉默效果分别为66%和60%。9.IDO1免疫组化结果显示:GMPF/siIDO1+laser组肿瘤组织IDO1蛋白的表达明显降低。TUNEL结果显示:GMPF/siIDO1+laser组肿瘤组织的凋亡百分比为45%。结论:1.本研究成功构建的GMPF/siIDO1纳米复合物能够有效地靶向小鼠肺癌细胞,并沉默LLC细胞IDO1基因的表达。2.体外实验证明GMPF/siIDO1通过基因沉默IDO1联合GMPF的光热效应可协同促进LLC细胞的凋亡。3.体内实验证明GMPF/siIDO1通过基因沉默IDO1联合GMPF的光热效应可协同促进肺癌荷瘤小鼠肿瘤组织的凋亡,有效地抑制了肿瘤的生长。