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第一部分磁性纳米颗粒载siRNA靶向乳腺癌耐药基因BCRP/ABCG2逆转阿霉素耐药的实验研究
乳腺癌是女性发病率及死亡率最高的恶性肿瘤，化疗在乳腺癌综合治疗中占有极其重要的地位，多药耐药的产生是影响乳腺癌患者化疗疗效及生存的主要原因之一。而乳腺癌耐药蛋白(BCRP/ABCG2)是介导多药耐药的主要蛋白之一，BCRP/ABCG2的表达水平与化疗效果密切相关。siRNA可以高效特异的干扰目的基因的表达，但因为转染效率低需要基因载体的传递。磁性纳米颗粒作为基因载体，可以在外加磁场作用下将siRNA靶向递送至细胞，提高siRNA转染效率。本研究通过磁性纳米颗粒载ABCG2-siRNA抑制乳腺癌耐药基因BCRP/ABCG2表达，逆转阿霉素对乳腺癌耐药细胞的耐药性实验研究，为乳腺癌基因靶向治疗提供新思路。目的：研究磁性纳米颗粒能否作为基因载体提高siRNA的转染效率；ABCG2-siRNA干扰BCRP/ABCG2表达后，能否逆转阿霉素耐药性。方法：通过透射电镜和纳米粒度电位分析仪对磁性纳米颗粒(polyMAG)的粒径、电位进行表征，利用凝胶电泳阻滞实验检测polyMAG与siRNA的结合情况，并用polyMAG携载不同浓度(5、10、20、50、100 nmol/L)ABCG2-siRNA，将其转染入乳腺癌细胞耐药株(MCF-7/ADR)，荧光定量PCR和Westernblotting分别检测ABCG2mRNA和蛋白表达水平，CCK-8检测siRNA转染前后细胞存活率，Calcein-AM/PI染色观察细胞增值活性。结果：polyMAG粒径约100nm，呈正电荷，表面电位29.6mv，有良好的携载siRNA能力，当polyMAG与ABCG2-siRNA为1∶1和1∶2时ABCG2-siRNA可完全结合，当20~100nmol/LpolyMAG-siRNA干扰ABCG2表达后，细胞存活率较未转染组明显降低(P<0.05)，可逆转MCF-7/ADR对阿霉素的耐药性。20nmol/LpolyMAG-siRNA转染组ABCG2mRNA表达显著下调，约为未转染组的1/8(P<0.05)，且凋亡细胞较其他组明显增多;50nmol/LpolyMAG-siRNA转染后可明显干扰ABCG2蛋白表达(P<0.05)。结论：polyMAG载ABCG2-siRNA能提高ABCG2-siRNA转染效率，高效干扰BCRP/ABCG2表达，增加MCF-7/ADR细胞对阿霉素敏感性，逆转阿霉素对乳腺癌耐药细胞细胞耐药。
第二部分二硫化钨纳米片介导乳腺癌光声成像研究
光声成像作为一种新型成像方式，结合了光学成像的高对比度和光谱识别特性，以及超声成像大穿透深度下仍具备较高分辨率的特点。光声成像技术的这些特性使其在恶性肿瘤、心血管疾病、微循环异常等疾病的成像诊断和治疗引导中具有重要的应用前景。在实验中，各种小分子染料、纳米粒子、二维过度金属材料经常被作为造影剂来增强光声成像信号强度，提高图像对比度。本研究通过人血清白蛋白修饰的二硫化钨纳米片作为造影剂来增强光声成像信号强度，为乳腺癌临床诊断提供新方法。目的：研究单层、少层及多层二硫化钨(WS2)纳米片体内、外光声成像信号强度；探讨二硫化钨纳米片作为造影剂是否具有生物安全性。方法：用人血清白蛋白(HSA)分别修饰单层、少层及多层WS2；透射电子显微镜观察不同层次WS2纳米片形态；紫外-可见-近红外分光光度计检测不同层次WS2吸收光谱；红外热成像仪检测激光照射下单层、少层及多层WS2升温曲线；小动物光声成像系统检测各层WS2体内、外光声信号，并比较单层、少层及多层WS2信号强度；CCK8和Calcein-AM/PI染色检测WS2细胞毒性，快速冰冻切片HE染色检测WS2对小鼠生物毒性。结果：单层、少层及多层WS2在近红外处有较宽的吸收，单层WS2吸收较少层及多层WS2好；在近红外激光照射下温度逐渐升高，单层WS2温度较少层及多层WS2要高；WS2纳米片无明显细胞毒性，生物安全性好；单层WS2体内、外光声信号强度较少层及多层WS2更强。结论：WS2纳米片具有良好的生物安全性，能有效增强光声成像信号强度，且WS2纳米片层次越少，光声信号强度越高。
乳腺癌是女性发病率及死亡率最高的恶性肿瘤，化疗在乳腺癌综合治疗中占有极其重要的地位，多药耐药的产生是影响乳腺癌患者化疗疗效及生存的主要原因之一。而乳腺癌耐药蛋白(BCRP/ABCG2)是介导多药耐药的主要蛋白之一，BCRP/ABCG2的表达水平与化疗效果密切相关。siRNA可以高效特异的干扰目的基因的表达，但因为转染效率低需要基因载体的传递。磁性纳米颗粒作为基因载体，可以在外加磁场作用下将siRNA靶向递送至细胞，提高siRNA转染效率。本研究通过磁性纳米颗粒载ABCG2-siRNA抑制乳腺癌耐药基因BCRP/ABCG2表达，逆转阿霉素对乳腺癌耐药细胞的耐药性实验研究，为乳腺癌基因靶向治疗提供新思路。目的：研究磁性纳米颗粒能否作为基因载体提高siRNA的转染效率；ABCG2-siRNA干扰BCRP/ABCG2表达后，能否逆转阿霉素耐药性。方法：通过透射电镜和纳米粒度电位分析仪对磁性纳米颗粒(polyMAG)的粒径、电位进行表征，利用凝胶电泳阻滞实验检测polyMAG与siRNA的结合情况，并用polyMAG携载不同浓度(5、10、20、50、100 nmol/L)ABCG2-siRNA，将其转染入乳腺癌细胞耐药株(MCF-7/ADR)，荧光定量PCR和Westernblotting分别检测ABCG2mRNA和蛋白表达水平，CCK-8检测siRNA转染前后细胞存活率，Calcein-AM/PI染色观察细胞增值活性。结果：polyMAG粒径约100nm，呈正电荷，表面电位29.6mv，有良好的携载siRNA能力，当polyMAG与ABCG2-siRNA为1∶1和1∶2时ABCG2-siRNA可完全结合，当20~100nmol/LpolyMAG-siRNA干扰ABCG2表达后，细胞存活率较未转染组明显降低(P<0.05)，可逆转MCF-7/ADR对阿霉素的耐药性。20nmol/LpolyMAG-siRNA转染组ABCG2mRNA表达显著下调，约为未转染组的1/8(P<0.05)，且凋亡细胞较其他组明显增多;50nmol/LpolyMAG-siRNA转染后可明显干扰ABCG2蛋白表达(P<0.05)。结论：polyMAG载ABCG2-siRNA能提高ABCG2-siRNA转染效率，高效干扰BCRP/ABCG2表达，增加MCF-7/ADR细胞对阿霉素敏感性，逆转阿霉素对乳腺癌耐药细胞细胞耐药。
第二部分二硫化钨纳米片介导乳腺癌光声成像研究
光声成像作为一种新型成像方式，结合了光学成像的高对比度和光谱识别特性，以及超声成像大穿透深度下仍具备较高分辨率的特点。光声成像技术的这些特性使其在恶性肿瘤、心血管疾病、微循环异常等疾病的成像诊断和治疗引导中具有重要的应用前景。在实验中，各种小分子染料、纳米粒子、二维过度金属材料经常被作为造影剂来增强光声成像信号强度，提高图像对比度。本研究通过人血清白蛋白修饰的二硫化钨纳米片作为造影剂来增强光声成像信号强度，为乳腺癌临床诊断提供新方法。目的：研究单层、少层及多层二硫化钨(WS2)纳米片体内、外光声成像信号强度；探讨二硫化钨纳米片作为造影剂是否具有生物安全性。方法：用人血清白蛋白(HSA)分别修饰单层、少层及多层WS2；透射电子显微镜观察不同层次WS2纳米片形态；紫外-可见-近红外分光光度计检测不同层次WS2吸收光谱；红外热成像仪检测激光照射下单层、少层及多层WS2升温曲线；小动物光声成像系统检测各层WS2体内、外光声信号，并比较单层、少层及多层WS2信号强度；CCK8和Calcein-AM/PI染色检测WS2细胞毒性，快速冰冻切片HE染色检测WS2对小鼠生物毒性。结果：单层、少层及多层WS2在近红外处有较宽的吸收，单层WS2吸收较少层及多层WS2好；在近红外激光照射下温度逐渐升高，单层WS2温度较少层及多层WS2要高；WS2纳米片无明显细胞毒性，生物安全性好；单层WS2体内、外光声信号强度较少层及多层WS2更强。结论：WS2纳米片具有良好的生物安全性，能有效增强光声成像信号强度，且WS2纳米片层次越少，光声信号强度越高。