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【6h】

纳米粒子增强X射线杀伤肿瘤细胞的作用与机制研究

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摘要

相关背景：
　　肝癌是一种恶性程度极高、预后极差的恶性肿瘤，严重威胁人类的健康及生命。手术切除一直被认为是治疗肝癌的首选方法，但大多数肝癌患者就诊时已属晚期，仅有10％～30％的患者具有外科手术的指征。患者手术后5年生存率为31％～56％，死亡率约为5％。对于不能手术肝癌的治疗手段包括无水酒精注射，TACE和射频消融术等，虽然这些手段可提高患者的生存率，但其作用相当有限，并未被大宗随机对照研究证实。随着放射治疗设备及放射治疗技术的迅速发展，放射治疗已逐渐成为恶性肿瘤的主要治疗手段之一，据统计约70％的肿瘤患者在治疗的不同时期需要进行放射治疗。但在临床上，由于肿瘤周围重要器官对放射线的耐受量低，限制了使用高剂量的放射线治疗肿瘤，已成为临床癌症放射治疗的最大瓶颈。为此，临床医生一直致力于寻找能够对放射治疗效果起到增强的药物。
　　近几年来，纳米科技和生物技术迅速成为21世纪的前沿科学技术。纳米科技预计也将导致人类未来生产和生活方式发生革命性的变化，当前发达国家已经投入大量的人力物力在这个研究领域。当粒子尺寸进入纳米量级时，纳米尺度的颗粒能引起特殊的尺寸效应，例如量子效应、巨大的表面效应以及界面效应等等，这导致许多奇异的物理或化学性质。随着纳米技术的迅速发展，纳米生物技术与医学相结合，促进了临床医疗诊断技术及治疗水平的大幅度改革。近几年在纳米相关的药物载体、治疗与诊断技术、生物相容性材料、天然纳米生物材料、纳米中药等方面取得了重大突破，其中尤其纳米技术在肿瘤的诊断、治疗方面越来越发挥出其特殊的作用。
　　总之，研究纳米颗粒对放射线治疗的作用在理论上有着独特的开创性，并具有临床应用前景。纳米技术已经广泛应用于药学、毒理学、临床检测和治疗等领域。我们选择具有医学应用前景和研究意义的纳米颗粒为切入点，探讨它们对放射治疗的影响，寻找能够增强放射疗效的颗粒，进行实验验证，并进一步研究它们进入肿瘤细胞后对放射线作用的机制，揭示在纳米尺度下可能带来的放射生物学上的效应。
　　方法：
　　1、不同纳米颗粒与肿瘤细胞的共孵育。于48小时检测细胞对纳米颗粒的吞噬量。采用透射电镜检测纳米颗粒进入细胞的情况。
　　2、选用MTT法、克隆形成法检测纳米颗粒增强X射线杀伤肿瘤细胞的作用。放射剂量选为0Gy、2Gy、4Gy、6Gy。
　　3、纳米颗粒增强X射线杀伤肿瘤细胞的机制检测(放射剂量为6Gy)细胞凋亡的检测、细胞周期分布检测：包括流式细胞技术；Western Blot法检测受试样品caspase-3、bax、bcl-2蛋白的表达。过氧化氢酶(Catalase CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、总谷胱甘肽(Total GSH)测定结果：
　　1.纳米银及纳米金颗粒对人肝癌细胞HepG2的增殖抑制作用具有量效关系。
　　2.纳米银及纳米金颗粒对HepG2细胞具有凋亡诱导作用。
　　3.纳米银及纳米金颗粒显著增强HepG2细胞的放射敏感性，提示纳米银及纳米金颗粒在肝癌的放射治疗中具有良好的应用前景。
　　4.纳米银及纳米金颗粒能增强放射诱导的HepG2细胞凋亡，提示这种增强作用可能是其放射增敏机制之一。
　　5.纳米银及纳米金颗粒可上调HepG2细胞bax及caspase-3表达，降低bcl-2，增加bax/bcl-2比例，激活线粒体凋亡通路，活化caspase-3，最终诱导细胞凋亡。提示这可能是纳米银及纳米金颗粒能增强放射诱导的HepG2细胞凋亡的机制之一。
　　6.纳米银及纳米金颗粒可使过氧化氢酶(Catalase CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、总谷胱甘肽(Total GSH)均有明显减少，提示纳米银及纳米金颗粒加入肝癌细胞后引起ROS产生过多，从而耗竭CAT、SOD、GSH可能是其放射增敏机制之一。

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