在腫瘤血管生成過程中,活化血管內(nèi)皮細胞整合素表達明顯上調(diào)。精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)三肽序列能夠特異性識別整合素α_vβ_3,構(gòu)建含RGD肽的高特異性MR探針對腫瘤血管生成進行分子成像,可以達到早期診斷,評估治療效果及預(yù)測預(yù)后的目的。本項研究制備了RGD肽標(biāo)記的以聚乳酸(PLA)為包被材料的超小超順磁性氧化鐵(USPIO)(以RGD-PLA-USPIO指代),并在體外和體內(nèi)實驗中考察了其檢測腫瘤血管生成的能力。此外,本研究探討了檸檬酸和右旋糖酐包被的磁性納米粒子標(biāo)記臍靜脈血管內(nèi)皮細胞(HUVECs)后,對其增殖、遷移、侵襲、分化等生物學(xué)行為的影響。具體研究內(nèi)容主要包括以下四個部分： 第一部分采用改良共沉淀法(乙醇水溶液為溶劑的超聲共沉淀法)制備PLA-USPIO,以透射電鏡(TEM)和傅里葉變換紅外光譜(FTIR)表征,顯示經(jīng)PLA包覆的USPIO呈球形結(jié)構(gòu),且表面富有羧基,為進一步偶聯(lián)配體或其他靶分子提供了條件。PLA-USPIO具有較好的弛豫效能,在T_2和T_2*圖像可以呈現(xiàn)明顯的信號改變。將PLA-USPIO靜脈注射后,可以有效的減少網(wǎng)狀巨噬細胞系統(tǒng)(RES)對USPIO的攝取,延長在血液循環(huán)中停留的時間。通過計算USPIO注射前后T_2*和T_2弛豫時間改變,發(fā)現(xiàn)T_2*WI和T_2*值的測量對USPIO引起的磁場不均一更為敏感。 第二部分將RGD與PLA-USPIO經(jīng)crosslink反應(yīng)偶聯(lián)制備RGD-PLA-USPIO探針。RGD-PLA-USPIO與B16F10、SPC-Al和HUVECs的結(jié)合實驗證明,探針與整合素特異性結(jié)合的能力,并且其結(jié)合的多少與細胞表達整合素水平高低相關(guān)。透射電鏡結(jié)果進一步證實了細胞內(nèi)納米氧化鐵顆粒的存在。RGD-PLA-USPIO與HUVECs孵育后行MR掃描顯示濃度相關(guān)性T2WI信號降低,提示RGD-PLA-USPIO作為對比劑所構(gòu)建的MR探針具有應(yīng)用于MR成像的可能性。 第三部分Vx-2腫瘤惡性度高,病理組織學(xué)證實腫瘤內(nèi)小血管α_vβ_3整合素表達強陽性,是研究腫瘤血管生成的理想模型。將體外實驗驗證后的RGD-PLA-USPIO探針在VX-2腫瘤進行活體成像,以PLA-USPIO作為對照,結(jié)果表明RGD-PLA-USPIO可特異性降低VX-2腫瘤組織T_2*WI和T_2WI信號強度,在腫瘤周邊富血管區(qū)域呈點片狀信號降低。注射RGD-PLA-USPIO前后的T_2和T_2*弛豫時間變化量與PLA-USPIO相比有明顯差異,且以T_2*值的變化更為敏感。普魯士藍染色證明腫瘤血管內(nèi)皮細胞見藍色鐵顆粒存在,病理學(xué)結(jié)果與MR圖像得到相互印證。以上結(jié)果提示RGD-PLA-USPIO有望成為針對腫瘤血管生成的特異性MR探針。 第四部分在細胞水平研究了檸檬酸和右旋糖酐包被的氧化鐵納米粒子對HUVEC細胞增殖、遷移、侵襲、分化能力的影響,觀察了細胞骨架結(jié)構(gòu)的改變。結(jié)果顯示兩種不同包被包被材料的氧化鐵納米粒子均可以抑制HUVECs增殖、遷移和侵襲,這種抑制能力呈濃度依賴性,且檸檬酸包被的氧化鐵納米粒子較右旋糖酐包被的氧化鐵納米粒子具有更高的細胞毒性。氧化鐵納米粒子可以顯著遏制內(nèi)皮細胞分化成管腔樣結(jié)構(gòu)的能力,在熒光顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)細胞骨架重新分布,粘著斑形成減少,細胞粘附能力減弱。由于細胞的粘附是貼壁細胞存活、生長、遷移、侵襲、分化等其他一切細胞生物活動的基礎(chǔ),經(jīng)氧化鐵納米粒子處理后細胞出現(xiàn)的去粘附造成了其增殖、遷移、侵襲、分化能力的障礙。這種障礙很可能與鐵催化的自由基損傷反應(yīng)相關(guān)。 總結(jié)以上實驗,本研究成功構(gòu)建以整合素α_vβ_3為分子靶的特異性MR探針RGD-PLA-USPIO,結(jié)果表明RGD-PLA-USPIO可以有效在MR圖像上顯示活化腫瘤血管內(nèi)皮整合素α_vβ_3的表達。HUVECs與檸檬酸或右旋糖酐包被的氧化鐵納米粒子孵育后,細胞的增殖、遷移、侵襲和分化能力等均受到不同程度的抑制。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：R445.2
【部分圖文】：

大學(xué)博士學(xué)位論文第l章小分子探針，通過體外實驗驗證分子探針的靶向特異性，以Vx一2腫瘤模分子探針在1.STMR掃描儀成像的可行性，并與組織病理學(xué)結(jié)果進行對照;對目前SPIO在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中存在的納米毒性問題，如磁性標(biāo)記后干細胞胞的自我更新和分化能力是否受到潛在影響等，以不同材料包被的SPIO對生血管分化潛能的臍靜脈血管內(nèi)皮細胞的增殖、分化、遷移、侵襲等功能理學(xué)評估，探討SPIO的細胞生物學(xué)效應(yīng)。

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bPLA一USPIO的紅外光譜圖2.2PLA及P以一usPIO的紅外光譜酸是乳酸桿菌產(chǎn)生的一種碳水化合物，是生物體(包括人體)中常見的聚乳酸是以乳酸為原料制得一種生物有好材料，通過乳酸環(huán)化二聚或乳酸的直接聚合可以得到高分子量的聚乳酸【76]。聚乳酸具有良好和生物可吸收性，以及很好的生物降解性，對人體無毒無刺激。聚法有兩種，一種是減壓在溶劑中由乳酸直接聚合的方法，即:乳酸乳酸。這種生產(chǎn)方法工藝簡單，但縮聚反應(yīng)進行到一定程度體系會
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