【摘 要】
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背景及目的:纳米材料广泛应用于生物医学研究领域,碳纳米材料作为近年来发展较快的一种材料,在肿瘤的诊断、治疗之上多有应用。得益于其合成材料的易得、价格低廉以及生物体内特异性的聚集性,碳纳米材料的一种——碳纳米球可作为药物、核酸载体,开发靶向的药物应用于临床诊治,在肿瘤中的研究中逐渐得到重视。尽管作为药物治疗辅助材料的碳纳米球多有开发,然而其本身会对生物造成何种影响尚未得到充分研究。前列腺癌常年位居肿
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背景及目的:纳米材料广泛应用于生物医学研究领域,碳纳米材料作为近年来发展较快的一种材料,在肿瘤的诊断、治疗之上多有应用。得益于其合成材料的易得、价格低廉以及生物体内特异性的聚集性,碳纳米材料的一种——碳纳米球可作为药物、核酸载体,开发靶向的药物应用于临床诊治,在肿瘤中的研究中逐渐得到重视。尽管作为药物治疗辅助材料的碳纳米球多有开发,然而其本身会对生物造成何种影响尚未得到充分研究。前列腺癌常年位居肿瘤中男性高发病率前位,治疗方法目前尚以手术治疗为主。碳纳米材料在前列腺癌相关的研究应用中,多以辅助诊断为方向,尚未有研究在现象及分子层面说明碳纳米球可对前列腺癌造成什么影响。故而检测碳纳米球在前列腺癌中可起到何种作用,对碳纳米球在肿瘤治疗运用上,乃至对生物机体影响认识上,均具必要性。方法及结果:本研究以葡萄糖为原料,水热法获取碳纳米球。扫描电镜结果显示碳纳米球为大小均一且分布均匀球形,这种材料粒径约在450nm;Zeta结果显示其电位约在-30m V,说明碳纳米球在分散体系中稳定性尚可;X射线衍射分析结果及拉曼光谱验证该种材料无其他杂质。体外实验选取PC3、DU145两种较为常用的前列腺癌永生细胞系,在运用CCK-8试剂盒的实验中,使用良性前列腺上皮细胞系BPH-1作为非癌的对照组。结合细胞周期的检测结果,发现碳纳米球可使前列腺癌细胞阻滞在G1期,抑制前列腺癌细胞的增殖,但对良性前列腺上皮细胞的增殖影响甚微。其后,由于对两种细胞系增殖抑制效果最佳,10μg/m L作为后续实验使用的材料浓度。通过Transwell、Wound healing实验,发现碳纳米球对前列腺细胞的迁移、侵袭性显现一定的抑制作用。流式结果显示,碳纳米球可促进前列腺癌细胞的凋亡,Western Blot实验结果显示碳纳米球的刺激可使得前列腺癌细胞中凋亡相关标志物Cleaved Caspase 3相对总Caspase 3表达量增多,自噬相关标志物LC3表达量增加,SQSTM1表达量下降,透射电镜观察发现碳纳米球可促进自噬小体增多。这些结果验证了碳纳米球对前列腺癌细胞凋亡及自噬起促进作用。为了进一步探索碳纳米球促凋亡、自噬的可能机制,PI3K-Akt通路蛋白芯片被用于进一步的研究。蛋白芯片结果显示,在两种前列腺癌细胞中均发现了碳纳米球促使4E-BP1的表达量下降,这种下降的变化在Western Blot实验中再次得到了验证。其后,通过BALB/c裸鼠皮下移植瘤构建的体内实验中,再次验证了在细胞中发现的碳纳米球对前列腺癌的增殖、转移、侵袭的抑制作用,对自噬、凋亡促进作用以及可下调4E-BP1的表达量。结论:在体内外实验中发现碳纳米球对前列腺癌的增殖、侵袭、迁移皆有抑制作用,还可促进前列腺癌的凋亡、自噬,下调4E-BP1的表达量。这些发现有希望为进一步开发出基于碳纳米球为主的前列腺癌治疗方法提出新思路。
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