本文關(guān)鍵詞：超聲聯(lián)合微泡對腫瘤血流的不同影響及其病理機(jī)制研究

  更多相關(guān)文章： 低強(qiáng)度超聲 微泡 抗血管治療 腫瘤新生血管

【摘要】：研究背景：腫瘤細(xì)胞的生長和轉(zhuǎn)移依賴新生血管的形成,新生血管不僅為腫瘤細(xì)胞的生長提供營養(yǎng)物質(zhì)與氧,同時(shí)也有效的運(yùn)走其代謝產(chǎn)物,如果沒有新生血管的形成就無法滿足腫瘤細(xì)胞的營養(yǎng)供給及物質(zhì)排泄,繼而嚴(yán)重限制腫瘤細(xì)胞的生長和轉(zhuǎn)移。目前抗腫瘤血管治療已被認(rèn)為是治療實(shí)體瘤的重要手段,其主要包括血管內(nèi)介入和抗血管新生藥物兩種方式。血管內(nèi)介入是一種有創(chuàng)治療,主要栓塞腫瘤內(nèi)的大、中血管,療效有限,且復(fù)發(fā)率較高；同樣,抗血管生成藥物治療臨床應(yīng)用效果欠佳,總體生存率無明顯提高,而且同其他抗腫瘤藥物一樣,抗血管生成藥物也存在耐藥現(xiàn)象和毒副作用。近年來的研究發(fā)現(xiàn)利用微泡增強(qiáng)的超聲空化效應(yīng)可有效損傷腫瘤組織微血管,造成腫瘤區(qū)域灌注缺陷,這使得低強(qiáng)度超聲聯(lián)合微泡有望成為抗腫瘤血管治療的新手段。然而,在不同的研究中我們發(fā)現(xiàn)超聲聯(lián)合微泡對腫瘤組織血流灌注的影響存在差異,有些研究發(fā)現(xiàn)在超聲聯(lián)合微泡的治療下腫瘤組織血流灌注被持續(xù)有效的阻斷,而另一些研究顯示腫瘤組織血流灌注只是短暫受到影響,治療后逐漸恢復(fù)。腫瘤血流灌注持續(xù)有效的阻斷是超聲聯(lián)合微泡治療腫瘤療效的關(guān)鍵,弄清其潛在機(jī)制具有重大的臨床意義。我們分析造成腫瘤組織血流灌注差異性阻斷的主要原因可能是由于各實(shí)驗(yàn)中所運(yùn)用的超聲參數(shù)不同,對腫瘤組織產(chǎn)生了不同的影響。我們知道超聲參數(shù)的設(shè)置與超聲空化效應(yīng)的強(qiáng)弱密切相關(guān),不同的超聲參數(shù)對其作用的組織微血管影響不同,從既往的研究中我們也發(fā)現(xiàn)在超聲聯(lián)合微泡的作用下腫瘤組織微血管表現(xiàn)出不同的組織病理學(xué)改變,有些實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)超聲微泡破壞后腫瘤組織微血管擴(kuò)張充血,組織間隙水腫,血栓形成,而另一些實(shí)驗(yàn)顯示腫瘤組織微血管結(jié)構(gòu)遭到明顯破壞,組織間彌漫出血。我們推測不同的超聲參數(shù)通過造成腫瘤組織差異性的病理改變繼而對血流灌注產(chǎn)生不同的影響,但是現(xiàn)有的研究由于其所用超聲參數(shù)單一且沒有對血流灌注與組織病理的關(guān)系進(jìn)行研究,不足以證明此猜測,因此還需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)去闡明。另外我們還發(fā)現(xiàn),超聲聯(lián)合微泡對腫瘤及腫瘤周圍組織的血流灌注影響存在差異。有些實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在超聲聯(lián)合微泡治療后,腫瘤區(qū)域血流灌注明顯減少,而腫瘤周圍組織血流灌注沒有明顯變化。另一些實(shí)驗(yàn)顯示,腫瘤及腫瘤周圍組織在超聲聯(lián)合微泡治療后即刻血流灌注均明顯減少,但腫瘤周圍組織血流灌注在治療后逐漸恢復(fù)。既往的研究發(fā)現(xiàn)腫瘤組織微血管較腫瘤周圍組織微血管發(fā)育不成熟,結(jié)構(gòu)存在缺陷,更易受到機(jī)械性的外力損傷,故我們推測腫瘤組織微血管較腫瘤周圍組織微血管對超聲的空化效應(yīng)更為敏感是由于其二者之間的血管成熟度差異所致,但是目前的研究還缺乏直接的證據(jù)支持,需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證。超聲聯(lián)合微泡損傷腫瘤組織微血管的主要機(jī)制是超聲的空化效應(yīng),而超聲波的聲壓又是反映空化效應(yīng)強(qiáng)弱的最重要的超聲參數(shù)之一,故我們假設(shè)在不同的超聲聲壓下,低強(qiáng)度超聲聯(lián)合微泡通過對腫瘤組織產(chǎn)生不同的組織病理改變繼而造成血流灌注的不同影響。另外還我們假設(shè)超聲聯(lián)合微泡對腫瘤及腫瘤周圍組織灌注的不同影響是由于其二者之間血管成熟度差異所致。研究目的證明我們的假設(shè)即在不同的超聲聲壓下,低強(qiáng)度超聲聯(lián)合微泡是通過對腫瘤組織產(chǎn)生不同的組織病理改變繼而對血流灌注造成不同的影響,另外,我們還證明超聲聯(lián)合微泡對腫瘤及腫瘤周圍組織灌注的影響不同是由于兩者的血管成熟度差異導(dǎo)致的。方法：1.實(shí)驗(yàn)材料1.1實(shí)驗(yàn)動物：健康昆明小白鼠45只,雄性,周齡：6-8周,體重：23-30g,由南方醫(yī)科大學(xué)動物實(shí)驗(yàn)中心提供。1.2主要實(shí)驗(yàn)儀器：(a)小型脈沖式聚焦超聲空化治療儀：本實(shí)驗(yàn)所用設(shè)置：治療探頭頻率：0.94 MHz,超聲發(fā)射占空比0.19%,t=1min。脈沖重復(fù)頻率(PRF)10HZ,其治療頭頻率、發(fā)射脈沖寬度、超聲發(fā)射時(shí)間、峰值聲壓、脈沖重復(fù)頻率等多檔可調(diào)。由第三軍醫(yī)大學(xué)新橋醫(yī)院超聲科提供。(b)超聲診斷儀(Sequoia512,德國Siemens公司)：15L8w探頭,中心頻率7.0MHz,機(jī)械指數(shù)0.17,配有增強(qiáng)脈沖序列(contrast pulse sequencing, CPS)造影成像技術(shù)。1.3主要實(shí)驗(yàn)試劑：白蛋白微泡造影劑：成膜材料為白蛋白,核心氣體是全氟丙烷,外觀呈乳白色凝乳狀,微泡平均粒徑為2.07±1.13um,濃度約為2.0～4.2×109個(gè)/ml,由南方醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院自行研制。2.實(shí)驗(yàn)方法：(一)探索不同的超聲聲壓對腫瘤組織灌注及組織病理學(xué)影響2.1動物模型制備：小鼠s180肉瘤細(xì)胞,由中山大學(xué)細(xì)胞研究所提供,取2×106個(gè)細(xì)胞注入小鼠左側(cè)后腿皮下,種植約7天后待腫瘤直徑生長至約10mm左右開始治療。2.2實(shí)驗(yàn)分組：將建成的30只腫瘤小鼠模型隨機(jī)分為3組,即假治療組和1.5和3.0 MPa不同超聲聲壓微泡破壞組(每組10只),假治療組空化超聲探頭設(shè)置關(guān)閉以作假照,假治療組和不同超聲聲壓微泡破壞組均采用尾靜脈微泡注入。2.3低強(qiáng)度超聲聯(lián)合微泡空化治療：用支架固定超聲探頭,保持探頭與腫瘤組織皮膚間距5mm,然后在其相應(yīng)部位皮膚涂上超聲耦合劑凝膠,經(jīng)尾靜脈彈丸式注入O.1ml超聲微泡劑后,按上述隨機(jī)分配的超聲聲壓行超聲空化治療。本實(shí)驗(yàn)所用設(shè)置：治療探頭頻率：0.94 MHZ,脈沖重復(fù)頻率(PRF) 10HZ,超聲發(fā)射占空比0.19%,t=1min。2.4 B型超聲檢查和對比超聲灌注顯像檢查：1.5和3.0 MPa不同超聲聲壓微泡破壞組分別選取5只小鼠在治療前、治療后即刻和治療后24小時(shí)對小鼠腫瘤組織區(qū)域行B型超聲檢查和對比超聲灌注顯像檢查。將麻醉好的小鼠斜躺,首先予以B型超聲檢查(機(jī)械指數(shù)0.27),然后彈丸式注入0.02m1微泡劑后行對比超聲灌注顯像(CEU)檢查。CEU檢查采用二次諧波成像(second harmonic imaging)技術(shù)進(jìn)行,中心頻率為7.0MHz,機(jī)械指數(shù)(Mechanical Index, MI)為0.17。應(yīng)用MCE軟件對超聲圖像進(jìn)行分析,采用彩色編碼技術(shù)制作腫瘤組織顯影的彩色編碼圖像。2.5 HE組織病理學(xué)和免疫組化檢測：假治療組、1.5和3.0 MPa不同超聲聲壓微泡破壞組在治療后即刻和治療后24小時(shí)分別選取5只小鼠將腫瘤組織取出行免疫組化和HE染色。微血管密度測定采用CD31抗體染色標(biāo)記血管內(nèi)皮細(xì)胞。采用雙盲法分別由兩位研究者獨(dú)立地對病理及免疫組化結(jié)果進(jìn)行分析。(二)探索微泡破壞對腫瘤及腫瘤周圍組織不同的影響及機(jī)制2.6實(shí)驗(yàn)分組：對建成的15只腫瘤小鼠模型的腫瘤組織區(qū)域及腫瘤組織周圍區(qū)域行空化治療,設(shè)置超聲參數(shù)均為3.0 MPa。研究分為腫瘤組織治療組和腫瘤周圍組織治療組。2.7 B型超聲檢查和對比超聲灌注顯像檢查：選取5只小鼠分別在治療前,治療后即刻和治療后24小時(shí)對其腫瘤組織區(qū)域及腫瘤周圍組織行B型超聲檢查和對比超聲灌注顯像檢查,方法同前。2.8 HE組織病理學(xué)和免疫組化檢測：在治療前,治療后即刻和治療后24小時(shí)各選出5只小鼠將腫瘤及腫瘤周圍組織取出行HE染色及免疫組化檢測。2.9免疫熒光檢測：將治療前和治療后24小時(shí)取出的腫瘤組織及其周圍組織行免疫熒光檢測。用CD31抗體特異性標(biāo)記血管內(nèi)皮細(xì)胞,用α-SMA特異性標(biāo)記外周細(xì)胞／平滑肌細(xì)胞。如果只被標(biāo)記CD31抗體,表明血管發(fā)育較為幼稚血管。如果同時(shí)被標(biāo)記兩種抗體,表明血管發(fā)育較為成熟。統(tǒng)計(jì)學(xué)處理：多重比較時(shí)采用單因素方差分析(One-way ANOVA)方法并予以Bonferroni校正,各組數(shù)據(jù)均以均值±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,P0.05(雙側(cè))示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,所得數(shù)據(jù)使用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行整理分析。結(jié)果：(一)不同的超聲聲壓對腫瘤組織灌注及組織學(xué)影響CEU檢查結(jié)果：兩組在微泡注射后超聲顯影均有明顯增強(qiáng),在3.0 MPa超聲聲壓治療組,治療下即刻血流灌注明顯減少并在治療后24小時(shí)未能恢復(fù)(P0.05),在1.5MPa超聲聲壓治療組,治療下即刻部分區(qū)域血流灌注減少(P0.05),但在治療后24小時(shí)血流灌注較治療后即刻明顯恢復(fù)(P0.05)。HE染色結(jié)果：在3.0 MPa超聲聲壓治療組,治療后即刻微血管嚴(yán)重破壞,血管管狀結(jié)構(gòu)消失,組織間有大量紅細(xì)胞滲出,在1.5 MPa超聲聲壓治療組,治療后即刻微血管可見擴(kuò)張、充血、組織間水腫同時(shí)伴有少量紅細(xì)胞滲出。治療后24小時(shí)兩組滲出的紅細(xì)胞崩解吸收,在3.0 MPa超聲聲壓治療組出現(xiàn)大量的腫瘤細(xì)胞壞死而在1.5MPa超聲聲壓治療組腫瘤壞死區(qū)域較小。免疫組化結(jié)果：免疫組化結(jié)果顯示在3.0 MPa超聲聲壓治療組,治療下即刻微血管結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞,血管內(nèi)皮細(xì)胞缺失,呈彌散性分布,而在1.5 MPa超聲聲壓治療組,治療下即刻腫瘤微血管直徑較假治療組增大。治療后24小時(shí),在3.0MPa超聲聲壓治療組微血管密度明顯減少與假治療組相比下降83%(P0.05),而1.5MPa超聲聲壓治療組微血管密度下降幅度較小為28%(P0.05)。(二)微泡破壞對腫瘤及腫瘤周圍組織的不同影響及機(jī)制CEU檢查結(jié)果：腫瘤組織及腫瘤周圍組織在微泡注射后超聲顯影均有明顯增強(qiáng),但腫瘤組織在治療下即刻血流灌注明顯減少,部分區(qū)域在治療后24小時(shí)未能恢復(fù),而腫瘤周圍組織在治療后即刻血流灌注稍有減少,在治療后24小時(shí)基本恢復(fù)。HE染色結(jié)果：腫瘤組織在治療前微血管結(jié)構(gòu)完整,治療后即刻微血管嚴(yán)重破壞,血管管狀結(jié)構(gòu)消失,組織間有大量紅細(xì)胞滲出,在治療后24小時(shí)腫瘤組織間滲出的紅細(xì)胞崩解吸收,出現(xiàn)大量腫瘤細(xì)胞壞死,而腫瘤周圍組織在治療前血管結(jié)構(gòu)完整,清晰,治療后血管擴(kuò)張,充血,組織間水腫,可見少量紅細(xì)胞滲出,治療后24小時(shí)血管管徑基本恢復(fù)至正常。免疫組化結(jié)果：免疫組化結(jié)果顯示腫瘤組織在治療前血管結(jié)構(gòu)形態(tài)完整,內(nèi)皮細(xì)胞排列較緊密。但在超聲空化治療后24小時(shí),血管結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞,血管內(nèi)皮細(xì)胞缺失,呈彌散性分布；腫瘤周圍組織在治療前血管的形態(tài)結(jié)構(gòu)完整,內(nèi)皮細(xì)胞排列比較緊密,治療后24小時(shí)大部分微血管結(jié)構(gòu)仍完整,清晰。腫瘤組織微血管密度與治療前相比明顯減少(P0.05),而腫瘤周圍組織微血管密度也有較小程度減少(P0.05)。免疫熒光結(jié)果：共聚焦免疫熒光結(jié)果顯示大部分腫瘤微血管發(fā)育不成熟欠缺周細(xì)胞約占89±6%,而腫瘤周圍組織微血管與其不同,不成熟微血管約為20±2%。在治療24小時(shí)后,不成熟血管在微血管中所占比例明顯降低,尤其是在腫瘤組織中(下降約90%,p0.05)。成熟微血管與治療前比較沒有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。結(jié)論：低強(qiáng)度超聲聯(lián)合微泡運(yùn)用不同的超聲聲壓造成腫瘤組織微血管的病理改變不同繼而對血流灌注產(chǎn)生差異性的影響。另外,超聲聯(lián)合微泡對腫瘤及腫瘤周圍組織灌注的影響不同是由于兩者的血管成熟度差異導(dǎo)致的
【關(guān)鍵詞】：低強(qiáng)度超聲 微泡 抗血管治療 腫瘤新生血管
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R445.1;R730.2
【目錄】：

• 摘要3-9
• ABSTRACT9-20
• 前言20-26
• 第一部分 研究不同超聲聲壓下微泡破壞對腫瘤組織微血管的影響26-40
• 前言26-27
• 分題一 研究不同超聲聲壓下微泡破壞對腫瘤組織血流灌注的影響27-31
• 材料和方法27-29
• 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析29
• 實(shí)驗(yàn)結(jié)果29-31
• 分題二 研究不同超聲聲壓下微泡破壞對腫瘤微血管的組織學(xué)影響31-40
• 材料和方法31-34
• 結(jié)果34-36
• 討論36-39
• 結(jié)論39-40
• 第二部分 探索微泡破壞對腫瘤與其周圍組織微血管的不同影響及機(jī)制40-52
• 前言40-41
• 材料和方法41-43
• 結(jié)果43-49
• 討論49-51
• 結(jié)論51-52
• 本研究的創(chuàng)新和不足之處52-53
• 參考文獻(xiàn)53-57
• 中英文縮略詞表57-58
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文58-59
• 綜述59-67
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 致謝67-69

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

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本文編號：699730