【摘要】:目的:对超声辐照模式、超声声强、辐照时间、微泡浓度参数进行优化,确定超声联合声诺维微泡诱导人前列腺癌DU145细胞凋亡的最佳治疗参数,观察超声联合声诺维对DU145细胞生长的影响、探讨其机制;建立人前列腺癌DU145裸鼠皮下移植瘤模型,观察超声联合声诺维对移植瘤生长及小窝蛋白-1(caveolin-1)表达的影响。 方法:(1)用脉冲波和连续波两种不同模式的低频超声辐照DUl45细胞悬液,辐照后用荧光显微镜检测FD500染色阳性率反映细胞膜通透性改变情况;用MTT法检测细胞增殖情况,流式细胞仪检测细胞凋亡情况。 (2)应用正交设计的方法,选定超声声强、辐照时间、微泡浓度三因素,每因素设定三水平。超声声强:0.15W/cm2,0.30W/cm2和0.45W/cm2。辐照时间:10s,20s和30s。微泡浓度:10%,20%和50%。按照正交设计表进行辐照,辐照后24h用流式细胞仪检测细胞凋亡,确定最佳治疗参数。 (3)利用优化的超声治疗参数,辐照前列腺癌DU145细胞悬液。实验分为6组:对照组、声诺维组、超声组、超声联合声诺维组、甲基-β-环糊精组和胆固醇组。甲基-β-环糊精组细胞在超声辐照前24h提前向培养瓶中加入甲基-β-环糊精进行干预。胆固醇组细胞经甲基-β-环糊精干预24h后用冷磷酸盐缓冲液冲洗3次,加入RPMI-1640培养基和胆固醇继续培养24h。用MTT法绘制细胞生长曲线,流式细胞仪检测细胞凋亡,Western-blot检测小窝蛋白-1、磷酸化丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(磷酸化Akt)和血管内皮生长因子的表达情况。 (4)建立人前列腺癌DU145裸鼠皮下移植瘤模型,将32只荷瘤裸鼠随机分成4组:对照组、声诺维组、超声组、超声联合声诺维组。以频率80kHz,声强0.5W/cm2超声进行辐照,连续3周观察肿瘤生长情况,绘制生长曲线,用Western-blot和免疫组织化学的方法检测各组瘤组织小窝蛋白-1表达,用ELISA法检测血清小窝蛋白-1表达情况。 结果:(1)与对照组相比,两种模式的超声波处理组FD500染色阳性率均增加;与连续波模式相比,脉冲波模式FD500染色阳性率增加明显,差异有统计学意义(P0.01)。脉冲波模式轻微抑制细胞增殖,连续波能明显抑制细胞增殖(PO.05)。与对照组相比,两种模式的超声波处理组DUl45细胞凋亡率均增加;与脉冲波模式相比,连续波模式DUl45细胞凋亡率明显增加,差异有统计学意义(P0.01)。 (2)对细胞凋亡的影响因素,超声声强辐照时间微泡浓度。各因素水平影响:超声声强:0.45W/cm20.30W/cm20.15W/cm2;辐照时间:30s20s10s;微泡浓度:20%50%10%。 (3)细胞生长曲线显示,对照组和声诺维组细胞生长迅速,而超声组以及超声联合声诺维组细胞生长相对缓慢。培养48h后,与对照组相比,超声组以及超声联合声诺维组明显抑制细胞生长,以超声联合声诺维组抑制作用最明显,差别有统计学意义(P0.05)。与超声联合声诺维组相比,甲基-β-环糊精组抑制了DU145细胞的生长,细胞生长速度缓慢,而胆固醇组能部分逆转甲基-β-环糊精组抑制细胞生长的作用。流式检测结果显示,与对照组相比,超声组以及超声联合声诺维组细胞凋亡率差异有统计学意义(P0.05)。而且,与超声组相比,超声联合声诺维组细胞凋亡率差异有统计学意义(P0.05)。与超声联合声诺维组相比,甲基-β-环糊精组明显促进DU145细胞凋亡,两组间差别有统计学意义(P0.05)。而胆固醇组能部分逆转甲基-β-环糊精组促进细胞凋亡的作用。Western-blot结果显示,超声组小窝蛋白-1、磷酸化Akt和血管内皮生长因子蛋白表达轻微下调,而超声联合声诺维组小窝蛋白-1、磷酸化Akt和血管内皮生长因子蛋白表达明显减少,与对照组相比,差别均有统计学意义(P0.05)。与超声联合声诺维组相比,甲基-β-环糊精组小窝蛋白-1、磷酸化Akt和血管内皮生长因子蛋白表达均明显下调,组间差别有统计学意义(P0.05)。而胆固醇组能轻微上调甲基-β-环糊精组小窝蛋白-1、磷酸化Akt和血管内皮生长因子蛋白的表达。 (4)与对照组和声诺维组相比,超声组移植瘤体积和瘤体重量降低;与其他各组相比,超声联合声诺维组明显抑制移植瘤生长,移植瘤体积和瘤体重量降低更明显,差别均有统计学意义(PO.05)。用Western-blot和免疫组织化学法检测均显示,与对照组相比,超声组小窝蛋白-1表达明显降低,差别有统计学意义(PO.05);超声联合声诺维组小窝蛋白-1表达降低更明显,差别有显著统计学意义(PO.01)。超声组轻微降低血清小窝蛋白浓度,与对照组相比差别无统计学意义(PO.05);超声联合声诺维组血清小窝蛋白-1浓度明显降低,与对照组相比差别有统计学意义(PO.05),而且血清小窝蛋白-1浓度的变化与瘤体重量的变化存在一定的相关性。 结论:(1)不同辐照模式的低频超声能够影响前列腺癌DUl45细胞的生物学行为。应用于基因转染或者载药目的时,选择脉冲波模式可以增加细胞膜通透性;应用于治疗目的时,选择连续波模式可以抑制肿瘤生长。 (2)低频超声联合声诺维可诱导前列腺癌DU145细胞凋亡。使用正交设计方法确定最优超声参数组合,超声声强:0.45W/cm2,辐照时间:30s,微泡浓度:20%。 (3)低频超声联合声诺维能够抑制前列腺癌DU145细胞增殖,其机制可能与干扰了小窝蛋白-1、磷酸化Akt以及血管内皮生长因子信号通路有关。 (4)低频超声联合声诺维能够抑制前列腺癌DU145荷瘤裸鼠生长,,这种抑制作用可能与下调的小窝蛋白-1有关。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:R737.25;R454.3
【参考文献】
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