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背景:前列腺癌是全球男性患者中最常见的癌症之一,在全球男性恶性肿瘤发病率中位列地二。据2021年在CA Cancer J Clin中发表的统计数据显示,2020年全球新发前列腺癌约有1414000例,死亡病例约375000例。而近几年前列腺癌的发病率和死亡率在很多国家不断地攀升。针对前列腺癌,现有的治疗手段主要有观察治疗、手术治疗、放射治疗、内分泌治疗、化学疗法等。对于早期局限性肿瘤,一般采用观察和手术治疗。主要手术方式包括:(1)开放式耻骨后前列腺癌根治术(radical retropubic prostatectomy,RRP);(2)腹腔镜前列腺癌根治术;(3)机器人辅助腹腔镜前列腺癌根治术(robot-assisted laparoscopic prostatectomy,RALP)。对于激素非依赖性前列腺癌,则采用肾上腺皮质激素、雌激素等内分泌药物治疗,而激素抵抗性前列腺癌用长春新碱等化疗药物效果较好。然而,这些非特异性治疗手段的预后并不乐观,癌细胞的雄激素非依赖性生长和远处转移是影响前列腺癌临床治疗效果的两大障碍,因此,研发更加有效的靶向药物成为当今前列腺癌临床治疗的一大研究重点和难点。肿瘤纳米技术是一种新兴的技术。在肿瘤靶向治疗以及化疗分子应用中极具潜力。纳米药物输送系统已经被证实可以提高抗癌药物的细胞靶向性。特定的纳米药物还能表现出放射性增敏作用。目前国际上已有大量的临床前及临床研究,来探索纳米粒子运载药物针对肿瘤的效果及毒副作用。目前抗肿瘤研究较为深入的纳米颗粒包括纳米硒粒子,纳米锌粒子,纳米二氧化硅粒子,纳米金/银粒子。纳米金/银粒子(AuNPs/AgNPs)具有良好的生物相容性,且具有易于合成、单分散性好和可调的表面功能性等多方面优良的优点。尤其是AuNPs的合成可以较容易地控制,以获得不同大小的纳米粒子。此外,AuNPs被发现在体内外对肿瘤均具有良好的靶向性和生物活性。因此,基于AuNPs研制新型抗肿瘤药物已成为肿瘤纳米学一个新兴的热点研究领域。AuNPs对多种肿瘤细胞,如卵巢癌、乳腺癌、肝癌和肺癌等均具有强效的抗肿瘤活性。这种活性已在小鼠、大鼠等多种动物体内得到了验证。分子机制研究表明AuNPs可能通过调节多种肿瘤相关信号通路发挥抗肿瘤作用。AuNPs也经常被用作一种传递系统,与具有治疗功能的分子(蛋白抗体或micro RNA)结合来对癌细胞发挥强效的抑制作用。此外,AuNPs具体独特的物理、化学、光学和电子性质,这使研究者很早就猜测AuNPs可以作为放疗增敏剂。管一些机制的研究从物理角度、化学角度和生物学角度阐释了AuNPs的放疗增敏特性的原理,但仍有一些领域尚不清楚。本研究论文分为二部分:第一部分:纳米金的合成、鉴定及其抗前列腺癌作用机制研究:这是本论文的重点内容。第二部分:纳米金对前列腺癌细胞放疗增敏作用的研究:这是基于第一部分的延续和拓展。方法1、利用柠檬酸三钠还原法制备AuNPs,利用紫外-可见吸收光谱技术对Se NPs进行进行表征鉴定;利用透射电镜测定AuNPs的尺寸和外形;利用能谱仪测定合成粒子的元素成分,以最终确定合成产物的纯度及表征等参数指标;2、利用合成的AuNPs处理前列腺癌细胞系及原代培养细胞,利用MTT法等合适的检测方法,测定AuNPs的抗肿瘤活性;3、利用分泌蛋白质组学技术对AuNPs处理与非处理前列腺癌细胞进行差异分泌蛋白质鉴定;4、利用X射线(IR)与AuNPs联合处理前列腺癌细胞,以测定二者的协同作用;5、利用q RT-PCR技术、western-blotting技术及ELISA技术验证关键分子在组间的差异表达;从而发现AuNPs调控的关键分子;6、利用异种肿瘤细胞移植裸鼠模型,验证AuNPs在动物体内的抗肿瘤活性。结果:第一部分:纳米金的合成、鉴定及其抗前列腺癌作用机制研究:在本部分中,我们合成了AuNPs;用透射电子显微镜和场发射扫描电子显微镜测定了颗粒的平均粒径为62.2±6nm,表面光滑,形状多样。选区电子衍射图表明合成的AuNP是结晶的。合成的AuNP的XPS光谱在100 e V处呈现出一个强烈的峰值,表明已开发的AuNP中Au的全部成分。这种合成的AuNPs在前列腺癌细胞中显示出最强效的活性。使用二维差异凝胶电泳(2D-DIGE)进行分泌组蛋白质测定与筛选,然后进行酶联免疫吸附试验和定量逆转录聚合酶链反应验证,发现了被AuNPs调控的一系列分泌蛋白。其中许多与细胞因子-趋化因子功能密切相关,包括CXCL3、白细胞介素-10、CCL2和基质金属蛋白酶9(MMP9)。分子机制的进一步研究表明,AuNPs可以通过抑制MMP9而触发肿瘤细胞分泌抗癌因子和髓细胞极化因子。第二部分:纳米金对前列腺癌细胞放疗增敏作用的研究:本部分发现AuNPs和IR的联合使用可增强其对前列腺癌细胞的抗肿瘤活性,并抑制肿瘤的迁移、侵袭等恶性指标;AuNPs可以通过抑制TRAF6/NF-κB通路来抑制IR诱导的CCL2生成,这可能是AuNPs和IR具有协同效应的主要原因。此外,AuNPs可以通过限制CCL2的产生来使放射抗性的前列腺癌细胞重新致敏。结论:AuNPs可能通过调控MMP9、CCL2等分泌炎性因子,发挥对前列腺癌细胞的抗肿瘤活性。AuNPs可以通过限制TRAF6/NF-κB诱导的CCL2产生来重新致敏放射抗性前列腺癌细胞。AuNPs可能为未来前列腺癌的治疗提供一个新的方向,并为临床抗辐射前列腺癌患者提供一种潜在的治疗策略。