熒光納米探針及誘導多能干細胞的制備與在胃癌靶向成像與治療中的應(yīng)用研究.pdf

1、在中國，胃癌發(fā)病率位于第二位，死亡率位于第三位。全球每年新發(fā)胃癌100余萬，死亡約80萬，中國每年新發(fā)胃癌占全球的42％，死亡占35％，其發(fā)病率和死亡率均是世界平均水平兩倍多。胃癌起源于胃壁最表層的粘膜上皮細胞，可發(fā)生于胃的各個部位，可侵犯胃壁的不同深度和廣度，癌灶局限在粘膜內(nèi)或粘膜下層的稱為早期胃癌。早期胃癌經(jīng)足夠的治療后90％以上患者能生存5年以上或治愈，晚期胃癌患者治療后5年生存率不足5％。因此，早發(fā)現(xiàn)是改善療效、提高生存率的關(guān)鍵

2、，但是我國胃癌患者在確診時為早期者僅占10％以下。所以，胃癌的早期診斷與治療是提高胃癌患者預(yù)后的關(guān)鍵。納米技術(shù)和干細胞技術(shù)是繼手術(shù)、化療和放療之外新興的治療腫瘤的新技術(shù)，充分利用這兩種技術(shù)的優(yōu)勢，不但可以發(fā)現(xiàn)體內(nèi)胃癌，而且可以同時實現(xiàn)腫瘤的靶向治療，從而提高早期胃癌的診斷率和增強治療效果。
　　 本論文結(jié)合現(xiàn)代分子影像技術(shù)和分子靶向技術(shù)，制備了熒光納米探針和誘導多能干細胞，并探索了在胃癌靶向診療中應(yīng)用的可行性，主要研究工作包括以

3、下四個方面:
　　 (1)通過反微乳液法制備熒光磁性納米粒子，采用MTT、蛋白質(zhì)印跡和病理組織分析等方法評價了熒光磁性納米粒子的生物安全性，通過共價鍵偶聯(lián)胃癌組織高表達的分子標志物BRCAA1的單克隆抗體制備出熒光磁性納米探針，利用分子影像技術(shù)、免疫熒光技術(shù)和等離子體質(zhì)譜技術(shù)共同表征納米探針在體內(nèi)的分布及靶向胃癌能力。結(jié)果表明:熒光磁性納米粒子具有良好熒光性能和磁響應(yīng)性能，對細胞的毒性劑量為50μg/mL，對小鼠的毒性劑量為5m

4、g/kg·bw，在毒性劑量范圍內(nèi)FMNPs具有良好的生物相容性;制備的熒光磁性納米探針通過尾靜脈注射后在1h內(nèi)可靶向到體內(nèi)直徑為5mm大小的皮下腫瘤組織處，6h后在腫瘤組織處達到信號峰值;該納米探針對胃癌具有良好的靶向特異性和檢測靈敏度，為胃癌的早期檢測和診斷奠定基礎(chǔ)。
　　 (2)采用生物分子RNaseA作為模板輔助合成熒光量子點，通過共價鍵偶聯(lián)胃癌組織高表達的分子標志物HER2單克隆抗體制備出量子點探針，通過原位移植腫瘤組織

5、塊的方法建立生物發(fā)光的胃癌原位移植模型，利用活體熒光成像觀察納米探針在模型鼠體內(nèi)的分布，并通過生物發(fā)光成像檢測模型鼠原位胃癌的生長情況，最后提出納米探針抑制腫瘤生長的機理。結(jié)果表明:制備的量子點探針在體內(nèi)主要分布在腫瘤組織、肝部和肺部，該探針對原位胃癌組織具有顯著的靶向特異性和檢測靈敏度，在尾靜脈注射后6h就可以清楚地在直徑2mm左右的腫瘤組織處檢測到熒光信號;并且該納米探針可以顯著地抑制腫瘤的生長，延長小鼠的生存時間，其可能的抑制機理

6、是RNaseA破環(huán)細胞的mRNA，阻斷蛋白的表達，從而誘導腫瘤細胞的凋亡。該探針在診斷和治療早期胃癌研究中具有應(yīng)用前景。
　　 (3)利用近紅外熒光染料DiR標記小鼠胚胎干細胞，通過活體成像系統(tǒng)觀察小鼠胚胎干細胞在荷瘤小鼠體內(nèi)的分布，通過組織免疫熒光和蛋白質(zhì)印跡技術(shù)驗證小鼠胚胎干細胞靶向胃癌組織的能力，并通過流式細胞分析實驗，ELISA實驗和細胞穿膜實驗提出小鼠胚胎干細胞靶向胃癌的可能性機理。結(jié)果顯示:小鼠胚胎干細胞在尾靜脈注射

7、進入荷瘤小鼠體內(nèi)10min后就可以識別出胃癌組織，2h后在胃癌組織中聚集的細胞量達到峰值;小鼠胚胎干細胞遷移胃癌組織的可能性機理是胃癌組織周圍分泌趨化因子CXCL12，從而誘導表達CXCR4的小鼠胚胎干細胞向腫瘤組織趨化運動。mES細胞靶向體內(nèi)胃癌的現(xiàn)象為利用干細胞診斷和治療胃癌提供新的研究方向。
　　 (4)建立人誘導多能干細胞系，利用己制備的熒光磁性納米粒子標記人誘導多能干細胞制各出干細胞納米探針，通過熒光成像系統(tǒng)觀察干細胞

8、納米探針在荷瘤小鼠體內(nèi)示蹤胃癌的能力，并在63kHz，7kA/m的外加交變磁場作用下，通過量取腫瘤的體積評價干細胞納米探針抑制腫瘤細胞生長的情況。結(jié)果顯示:通過慢病毒載體遞送Oct4、Sox2、Nanog和Lin28因子，成功地誘導HDF細胞重組為人誘導多能干細胞;利用熒光磁性納米粒子標記人誘導多能干細胞成功制備了具有良好熒光性能的干細胞納米探針;制備的干細胞納米探針具有好的靶向識別胃癌的能力;干細胞納米探針主要分布在體內(nèi)的腫瘤組織和肝