磁場與腫瘤轉(zhuǎn)移研究進(jìn)展
發(fā)布時(shí)間:2021-07-23 12:52
目前已有多項(xiàng)關(guān)于穩(wěn)態(tài)磁場以及基于永磁鐵的低頻旋轉(zhuǎn)磁場(旋磁)對(duì)人體細(xì)胞和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的研究,顯示其在抑制腫瘤生長方面具有一定的作用。而腫瘤轉(zhuǎn)移是腫瘤病人死亡的主要原因之一,針對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移的相關(guān)研究是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。目前已有一些研究顯示磁場本身可以影響腫瘤細(xì)胞的侵襲和遷移,以及腫瘤的體內(nèi)轉(zhuǎn)移。此外,利用納米技術(shù),將不同參數(shù)的磁場與納米材料聯(lián)合應(yīng)用于腫瘤的磁靶向和磁熱等,也在腫瘤轉(zhuǎn)移抑制和腫瘤細(xì)胞的富集等方面產(chǎn)生了突破性進(jìn)展。對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)中有關(guān)穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)磁場對(duì)腫瘤細(xì)胞的侵襲、遷移和腫瘤體內(nèi)轉(zhuǎn)移,以及磁場與納米顆粒聯(lián)合應(yīng)用于腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)、分析和比較,包括磁場參數(shù)、處理方式、細(xì)胞類型和磁場處理導(dǎo)致的細(xì)胞和腫瘤轉(zhuǎn)移變化等。研究不僅有助于人們進(jìn)一步了解日常生活中所接觸到的磁場對(duì)生物體的影響,也有助于研究者對(duì)磁場參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,從而為推動(dòng)未來將磁場單獨(dú)使用或聯(lián)合納米技術(shù)應(yīng)用于腫瘤治療奠定基礎(chǔ)。
【文章來源】:生物學(xué)雜志. 2020,37(02)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
圖1 兩種不同的加磁方式
隨著近年來科技的進(jìn)步和醫(yī)學(xué)的發(fā)展,研究人員提出了多種新型腫瘤靶向和癌癥治療方法,例如基于納米技術(shù)的腫瘤相關(guān)研究發(fā)展十分迅速,目前已有多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)磁場與納米顆粒聯(lián)合應(yīng)用于腫瘤治療可以有效抑制腫瘤轉(zhuǎn)移 (表2),其原理大多集中在利用梯度穩(wěn)態(tài)磁場來將磁性納米顆粒定位于腫瘤所在部位,從而進(jìn)行“靶向治療”[36-37](圖2)。其中具有代表性的一項(xiàng)工作是研究者對(duì)雌性Balb/c小鼠右后足墊注射4T1小鼠乳腺癌細(xì)胞后,在其原發(fā)性腫瘤位置注射磁性納米顆粒,并在其附近的前哨淋巴結(jié)部位附著0.3 T的磁體,發(fā)現(xiàn)磁性納米顆?梢灾鲃(dòng)穿過淋巴系統(tǒng)并積聚在前哨淋巴結(jié)中,然后用808 nm近紅外激光進(jìn)行處理,使磁性納米粒子有效升溫,從而消融原發(fā)性腫瘤和SLN(前哨淋巴結(jié)),有效地抑制了淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移并顯著延長動(dòng)物存活時(shí)間[38]。研究人員發(fā)現(xiàn)采用30 mT的穩(wěn)態(tài)磁場與MNC(磁敏感復(fù)合納米顆粒)聯(lián)合作用,對(duì)Lewis肺癌細(xì)胞以及Lewis肺癌小鼠表現(xiàn)出了更強(qiáng)的抗腫瘤和抗轉(zhuǎn)移效果[39]。表2 磁場聯(lián)合磁性納米材料對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移的影響Table 2 The combination of magnetic fields with magnetic nanomaterials on tumor metastasis 磁場類型 細(xì)胞系/樣本 磁性納米材料類型 磁場參數(shù) 處理時(shí)間 對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移影響 文獻(xiàn) 穩(wěn)態(tài)磁場 小鼠乳腺癌細(xì)胞4T1+Balb/c小鼠 IONC@Au-PEG磁性納米顆粒 0.3 T 2 h/d 抑制 [38] Lewis肺癌細(xì)胞+C57BL/6雄性小鼠 包含納米粒子Fe3O4和DOXO的磁敏感復(fù)合納米粒子 30 mT 15 h/d, 11 d 抑制 [39] 乳腺癌細(xì)胞4T1+Balb/c小鼠 鐵微粒組成的磁流變液 0.4 T 5 d 抑制 [41] 黑色素瘤細(xì)胞B16-F10+SCID鼠 磁性陽離子脂質(zhì)體 1.2 T 1 h 抑制 [42] 非穩(wěn)態(tài)磁場 交變磁場 人乳腺癌細(xì)胞MCF-7 載藥磁性納米顆粒DCZ-NPs 3.35 T, 464 kHz 1 h 抑制 [46] 交變磁場 膠質(zhì)母細(xì)胞瘤;前列腺癌 磁流體 0~15 kA/m, 100 kHz - 抑制 [47] 交變磁場 舌癌細(xì)胞VX7+日本白兔 磁性脂質(zhì)體 384 Oe, 118 kHz 40 min 抑制 [48] 交變磁場 轉(zhuǎn)移性骨腫瘤患者 含有粉末狀Fe3O4的磷酸鈣粘固劑 4 kW, 1.5 MHz 15 min/d, 10 d 抑制 [50]
此外,在2011年就有人提出了一種使用磁流體模擬微重力治療腫瘤的新方法,該方法是通過外加磁場將靜脈注射或直接注射的磁流體導(dǎo)航至腫瘤所在位置,然后在外部均勻磁場的作用下產(chǎn)生精準(zhǔn)的局部微重力環(huán)境,從而抑制癌細(xì)胞的生長和侵襲[40]。在荷有原位4T1乳腺癌的Balb/c小鼠中,通過對(duì)小鼠瘤內(nèi)注射由鐵微粒組成的磁流變液,然后局部施加0.4 T穩(wěn)態(tài)磁場,導(dǎo)致磁流變液立即聚結(jié),腫瘤細(xì)胞死亡、原發(fā)性腫瘤生長緩慢并且腫瘤的轉(zhuǎn)移和侵襲受到了抑制[41]。Dandamudi等人研究了外加磁場與帶有磁性的陽離子脂質(zhì)體聯(lián)合在腫瘤治療中的應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)外部施加磁場顯著提高了藥物的靶向性及抗腫瘤效果,并且減少了優(yōu)先轉(zhuǎn)移部位腫瘤結(jié)節(jié)的存在[42]。此外,人們還可以利用穩(wěn)態(tài)磁場來富集磁性納米材料標(biāo)記的循環(huán)腫瘤細(xì)胞,從而實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的靶向提取(圖3)。Scarberry等人利用一種可以靶向卵巢癌細(xì)胞表達(dá)EphA2受體的磁性納米顆粒,在磁場的作用下實(shí)現(xiàn)了腫瘤細(xì)胞的靶向提取,并且成功地從卵巢癌小鼠腹腔和循環(huán)系統(tǒng)中清除轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞,延長了小鼠壽命[43]。Galanzha等人通過磁場和磁性納米顆粒捕獲小鼠血液中的循環(huán)腫瘤細(xì)胞,以快速進(jìn)行光聲檢測[44]。研究人員也使用了對(duì)腫瘤細(xì)胞表面受體具有選擇性的配體功能化的磁性納米顆粒,聯(lián)合磁場,采用磁過濾去除磁性顆粒-腫瘤細(xì)胞偶聯(lián)物的方法,延長了腹腔注射卵巢癌細(xì)胞小鼠的壽命[45]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]醫(yī)藥磁性氧化鐵納米材料的研究和發(fā)展[J]. 孫劍飛,張宇,楊芳,馬明,熊非,顧寧. 科學(xué)通報(bào). 2019(08)
[2]中等強(qiáng)度極低頻旋轉(zhuǎn)磁場的生物學(xué)效應(yīng)[J]. 馮爽,紀(jì)新苗,張欣. 中國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[3]穩(wěn)態(tài)磁場抑制腫瘤細(xì)胞生長機(jī)制[J]. 張欣. 物理. 2017(07)
博士論文
[1]強(qiáng)恒磁場對(duì)人肝癌增殖和轉(zhuǎn)移侵襲抑制影響的初步研究[D]. 王曉陽.第二軍醫(yī)大學(xué) 2005
本文編號(hào):3299325
【文章來源】:生物學(xué)雜志. 2020,37(02)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
圖1 兩種不同的加磁方式
隨著近年來科技的進(jìn)步和醫(yī)學(xué)的發(fā)展,研究人員提出了多種新型腫瘤靶向和癌癥治療方法,例如基于納米技術(shù)的腫瘤相關(guān)研究發(fā)展十分迅速,目前已有多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)磁場與納米顆粒聯(lián)合應(yīng)用于腫瘤治療可以有效抑制腫瘤轉(zhuǎn)移 (表2),其原理大多集中在利用梯度穩(wěn)態(tài)磁場來將磁性納米顆粒定位于腫瘤所在部位,從而進(jìn)行“靶向治療”[36-37](圖2)。其中具有代表性的一項(xiàng)工作是研究者對(duì)雌性Balb/c小鼠右后足墊注射4T1小鼠乳腺癌細(xì)胞后,在其原發(fā)性腫瘤位置注射磁性納米顆粒,并在其附近的前哨淋巴結(jié)部位附著0.3 T的磁體,發(fā)現(xiàn)磁性納米顆?梢灾鲃(dòng)穿過淋巴系統(tǒng)并積聚在前哨淋巴結(jié)中,然后用808 nm近紅外激光進(jìn)行處理,使磁性納米粒子有效升溫,從而消融原發(fā)性腫瘤和SLN(前哨淋巴結(jié)),有效地抑制了淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移并顯著延長動(dòng)物存活時(shí)間[38]。研究人員發(fā)現(xiàn)采用30 mT的穩(wěn)態(tài)磁場與MNC(磁敏感復(fù)合納米顆粒)聯(lián)合作用,對(duì)Lewis肺癌細(xì)胞以及Lewis肺癌小鼠表現(xiàn)出了更強(qiáng)的抗腫瘤和抗轉(zhuǎn)移效果[39]。表2 磁場聯(lián)合磁性納米材料對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移的影響Table 2 The combination of magnetic fields with magnetic nanomaterials on tumor metastasis 磁場類型 細(xì)胞系/樣本 磁性納米材料類型 磁場參數(shù) 處理時(shí)間 對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移影響 文獻(xiàn) 穩(wěn)態(tài)磁場 小鼠乳腺癌細(xì)胞4T1+Balb/c小鼠 IONC@Au-PEG磁性納米顆粒 0.3 T 2 h/d 抑制 [38] Lewis肺癌細(xì)胞+C57BL/6雄性小鼠 包含納米粒子Fe3O4和DOXO的磁敏感復(fù)合納米粒子 30 mT 15 h/d, 11 d 抑制 [39] 乳腺癌細(xì)胞4T1+Balb/c小鼠 鐵微粒組成的磁流變液 0.4 T 5 d 抑制 [41] 黑色素瘤細(xì)胞B16-F10+SCID鼠 磁性陽離子脂質(zhì)體 1.2 T 1 h 抑制 [42] 非穩(wěn)態(tài)磁場 交變磁場 人乳腺癌細(xì)胞MCF-7 載藥磁性納米顆粒DCZ-NPs 3.35 T, 464 kHz 1 h 抑制 [46] 交變磁場 膠質(zhì)母細(xì)胞瘤;前列腺癌 磁流體 0~15 kA/m, 100 kHz - 抑制 [47] 交變磁場 舌癌細(xì)胞VX7+日本白兔 磁性脂質(zhì)體 384 Oe, 118 kHz 40 min 抑制 [48] 交變磁場 轉(zhuǎn)移性骨腫瘤患者 含有粉末狀Fe3O4的磷酸鈣粘固劑 4 kW, 1.5 MHz 15 min/d, 10 d 抑制 [50]
此外,在2011年就有人提出了一種使用磁流體模擬微重力治療腫瘤的新方法,該方法是通過外加磁場將靜脈注射或直接注射的磁流體導(dǎo)航至腫瘤所在位置,然后在外部均勻磁場的作用下產(chǎn)生精準(zhǔn)的局部微重力環(huán)境,從而抑制癌細(xì)胞的生長和侵襲[40]。在荷有原位4T1乳腺癌的Balb/c小鼠中,通過對(duì)小鼠瘤內(nèi)注射由鐵微粒組成的磁流變液,然后局部施加0.4 T穩(wěn)態(tài)磁場,導(dǎo)致磁流變液立即聚結(jié),腫瘤細(xì)胞死亡、原發(fā)性腫瘤生長緩慢并且腫瘤的轉(zhuǎn)移和侵襲受到了抑制[41]。Dandamudi等人研究了外加磁場與帶有磁性的陽離子脂質(zhì)體聯(lián)合在腫瘤治療中的應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)外部施加磁場顯著提高了藥物的靶向性及抗腫瘤效果,并且減少了優(yōu)先轉(zhuǎn)移部位腫瘤結(jié)節(jié)的存在[42]。此外,人們還可以利用穩(wěn)態(tài)磁場來富集磁性納米材料標(biāo)記的循環(huán)腫瘤細(xì)胞,從而實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的靶向提取(圖3)。Scarberry等人利用一種可以靶向卵巢癌細(xì)胞表達(dá)EphA2受體的磁性納米顆粒,在磁場的作用下實(shí)現(xiàn)了腫瘤細(xì)胞的靶向提取,并且成功地從卵巢癌小鼠腹腔和循環(huán)系統(tǒng)中清除轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞,延長了小鼠壽命[43]。Galanzha等人通過磁場和磁性納米顆粒捕獲小鼠血液中的循環(huán)腫瘤細(xì)胞,以快速進(jìn)行光聲檢測[44]。研究人員也使用了對(duì)腫瘤細(xì)胞表面受體具有選擇性的配體功能化的磁性納米顆粒,聯(lián)合磁場,采用磁過濾去除磁性顆粒-腫瘤細(xì)胞偶聯(lián)物的方法,延長了腹腔注射卵巢癌細(xì)胞小鼠的壽命[45]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]醫(yī)藥磁性氧化鐵納米材料的研究和發(fā)展[J]. 孫劍飛,張宇,楊芳,馬明,熊非,顧寧. 科學(xué)通報(bào). 2019(08)
[2]中等強(qiáng)度極低頻旋轉(zhuǎn)磁場的生物學(xué)效應(yīng)[J]. 馮爽,紀(jì)新苗,張欣. 中國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[3]穩(wěn)態(tài)磁場抑制腫瘤細(xì)胞生長機(jī)制[J]. 張欣. 物理. 2017(07)
博士論文
[1]強(qiáng)恒磁場對(duì)人肝癌增殖和轉(zhuǎn)移侵襲抑制影響的初步研究[D]. 王曉陽.第二軍醫(yī)大學(xué) 2005
本文編號(hào):3299325
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