纳米金对胶质瘤放射增敏作用的研究

发布时间：2017-06-07 03:01

  本文关键词：纳米金对胶质瘤放射增敏作用的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目的金作为高原子序数的金属材料其原子具有较高的电子密度,在组织内可以增加射线与组织的反应截面,增加次级电子的产生;并且金具有较高的光电吸收特性。因此从理论上金可以作为一种放疗增敏剂,提高电离辐射对肿瘤组织的杀伤作用,提高肿瘤放射治疗的疗效。纳米金是一种易于制备、稳定性好、毒性低的纳米材料,作为一种新型放射增敏剂在肿瘤放射治疗方面展示出很大的应用前景。本课题通过制备两种类型的纳米金,从细胞克隆形成率、DNA损伤、细胞凋亡三个方面在细胞水平上探讨纳米金对人脑星形胶质母细胞瘤(U87)细胞株的放射增敏作用;同时,建立人脑胶质瘤动物模型,在活体动物水平上验证纳米金对肿瘤组织的放射增敏治疗作用。最终为纳米金作为放疗增敏剂在临床应用提供可靠的实验基础。方法通过化学还原法分别制备两种尺寸大小的纳米金,经BSA吸附、高分子脂质囊泡包裹后得到BSA-Au NPs和Au-PLVs;利用粒度分析仪、紫外可见近红外分光光度计、透射电子显微镜对制备的纳米金进行表征;采用MTT实验筛选出两种纳米金的安全工作浓度;应用透射电子显微镜和激光共聚焦显微镜技术观察纳米金进入U87细胞的情况;采用克隆形成试验检测照射后对照组和实验组在X射线照射后细胞的克隆存活率;通过免疫荧光标记技术评价电离辐射后不同时间点(0.5 h、2 h、4 h)U87细胞DNA的损伤程度;采用流式细胞技术检测照射后0 h和48 h细胞的凋亡率;利用电感耦合等离子体高分辨质谱仪分别检测尾静脉注射2 h、24 h后纳米金在血液和组织中的含量;建立裸鼠胶质瘤模型,尾静脉注射纳米金后进行放射治疗,通过治疗期间测量肿瘤组织体积的大小变化情况,以及在治疗结束后剥离肿瘤称重综合评价治疗效果;最后依据病理学检查结合治疗期间裸鼠体重变化情况评价纳米金对主要组织器官的毒性影响。结果1制备出~28 nm的BSA-Au NPs;~90 nm的Au-PLVs的纳米金。2体外实验结果:(1)MTT试验筛选出BSA-Au NPs的安全工作浓度为36μg/m L,Au-PLVs的安全工作浓度为194μg/m L。(2)透射电子显微镜显示BSA-Au NPs与U87细胞共同孵育6 h后在细胞质内有聚集。激光共聚焦显微镜见到Au-PLVs与U87细胞共同孵育45 min后,细胞质内有纳米金的分布。(3)克隆形成试验显示纳米金可降低X射线照射后U87细胞的克隆存活率。(4)免疫荧光实验结果发现纳米金可以增加X射线照射后0.5 h和2 h的U87细胞DNA损伤程度。(5)流式细胞仪检测结果显示纳米金可以增加X射线照射后48 h的U87细胞的凋亡率。3体内实验结果:(1)电感耦合等离子体高分辨质谱仪检测结果发现BSA-Au NPs在裸鼠体内半衰期为t1/2=0.328 h,Au-PLVs的半衰期为t1/2=0.245 h;尾静脉注射2 h、24 h后纳米金主要被肝脏和脾脏摄取,肿瘤组织中也有部分纳米金的聚集。(2)荷瘤裸鼠的治疗结果发现纳米金联合放射治疗可以有效地抑制肿瘤组织的生长,病理结果显示肿瘤组织内出现明显的细胞坏死。(3)主要器官的病理学检查未发现纳米金对各器官的毒性作用,同时治疗期间裸鼠的体重变化没有出现差异。结论本课题研究在体外细胞水平和在体动物水平上都证明了纳米金具有放射增敏作用,由于它较强的光电吸收特性和可以增加次级电子的产生,使得纳米金可以提高射线对肿瘤细胞的杀伤作用,最终达到治疗肿瘤的目的。同时细胞水平和动物水平上均未发现毒性作用,说明纳米金良好的生物安全性。本课题的研究结果表明纳米金作为一种新型放射增敏剂具有良好的应用前景。
【关键词】：纳米金 放射增敏 人脑星形胶质母细胞瘤(U87) 放射治疗 毒性
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R739.41
【目录】：

• 摘要4-7
• Abstract7-12
• 引言12-16
• 一、纳米金的理化性质12-13
• 二、纳米金放射增敏机制13-14
• 三 EPR效应（enhanced permeability and retention effect，EPR）14-16
• 第1部分 纳米金合成及其表征16-24
• 1.1 材料与方法16-19
• 1.1.1 实验材料16-17
• 1.1.2 实验方法17-19
• 1.1.3 表征方法19
• 1.2 结果19-22
• 1.2.1 BSA-AuNPs的表征19-21
• 1.2.2 Au-PLVs的表征21-22
• 1.3 讨论22-24
• 1.3.1 BSA-AuNPs22-23
• 1.3.2 Au-PLVs23-24
• 第2部分 纳米金体外放射增敏研究24-50
• 2.1 材料和方法24-31
• 2.1.1 实验材料24-26
• 2.1.2 实验方法26-31
• 2.2 实验结果31-43
• 2.2.1 不同浓度纳米金对U87细胞的生物毒性31-33
• 2.2.2 透射电镜拍摄BSA-AuNPs在U87细胞内的分布33-34
• 2.2.3 Au-PLVs在U87细胞内的分布情况34
• 2.2.4 克隆形成率34-36
• 2.2.5 DNA双链断裂特异性蛋白 γH2AX的表达36-40
• 2.2.6 Annexin V/PI检测细胞凋亡率40-43
• 2.3 讨论43-50
• 2.3.1 纳米金的生物毒性研究44-46
• 2.3.2 纳米金在U87细胞内的分布46-47
• 2.3.3 克隆形成实验47
• 2.3.4 纳米金增加射线对DNA的损伤作用47-48
• 2.3.5 纳米金对U87细胞凋亡的影响48-50
• 第3部分 纳米金体内放射增敏研究50-70
• 3.1 材料和方法50-54
• 3.1.1 实验材料50-51
• 3.1.2 实验方法51-54
• 3.2 实验结果54-66
• 3.2.1 ICP-AES检测BSA-AuNPs、Au-PLVs在裸鼠体内的代谢情况54-56
• 3.2.2 ICP-AES检测BSA-AuNPs、Au-PLVs在裸鼠组织脏器的分布情况56-58
• 3.2.3 纳米金（BSA-AuNPs、Au-PLVs）联合X-ray治疗荷瘤裸鼠58-63
• 3.2.4 纳米金体内毒性影响情况63-66
• 3.3 讨论66-70
• 3.3.1 两种纳米金的药代动力学研究66-67
• 3.3.2 两种纳米金的体内分布和毒性67-68
• 3.3.3 两种纳米金的放射增敏体内动物实验研究68-70
• 结论70-71
• 参考文献71-78
• 综述 纳米金在肿瘤诊断与治疗中的作用78-86
• 综述参考文献82-86
• 中英文对照缩略词86-88
• 攻读学位期间本人出版或公开发表的论文及获奖88-89
• 致谢89-91

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

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2 梁卫东,石应康;细胞培养法评价生物材料生物相容性研究进展[J];生物医学工程学杂志;1999年01期

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4 张丹;韩苏夏;;放射治疗及放射治疗增敏研究进展[J];西部医学;2013年09期

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本文编号：428016