本文關(guān)鍵詞：納米氧化石墨烯對腫瘤細(xì)胞遷移能力的影響及其機(jī)制的研究

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【摘要】：癌癥是嚴(yán)峻的世界性健康問題,我國每年的腫瘤致死病例占約所有死亡病例的1/4。轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤區(qū)別于良性腫瘤的重要的特征之一,也是惡性腫瘤難以根治的主要原因之一。腫瘤轉(zhuǎn)移是一個復(fù)雜、多步、級聯(lián)的過程。轉(zhuǎn)移最開始,腫瘤細(xì)胞開始形成新的微血管網(wǎng)絡(luò),腫瘤細(xì)胞在原發(fā)器官發(fā)生侵襲,通過微血管網(wǎng)絡(luò)脫離原發(fā)腫瘤,穿過細(xì)胞外基質(zhì)和內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)入血管或淋巴管中,通過血源性或者淋巴性的傳播,轉(zhuǎn)移到靶器官并進(jìn)行增殖。在轉(zhuǎn)移過程中,細(xì)胞發(fā)生了形態(tài)和結(jié)構(gòu)的改變,許多細(xì)胞因子也起到了重要作用,其中包括ICAM、VCAM、MMPs、 collagen等。EMT是指上皮細(xì)胞失去原本的上皮特征,轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂虚g質(zhì)細(xì)胞細(xì)胞形態(tài)和特性的細(xì)胞。EMT過程存在于人體正常生理過程,參與胚胎的形成。許多研究表明,腫瘤在轉(zhuǎn)移過程中,腫瘤細(xì)胞能夠通過EMT過程轉(zhuǎn)化為腫瘤干細(xì)胞,腫瘤干細(xì)胞能夠促進(jìn)腫瘤細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)移；一些腫瘤上皮細(xì)胞通過EMT過程獲得間質(zhì)細(xì)胞的特性,侵襲和運(yùn)動能力都得到了相應(yīng)的提高,這些研究結(jié)果表明EMT在腫瘤遷移過程占據(jù)重要地位。偽足是細(xì)胞運(yùn)動的重要結(jié)構(gòu),也是腫瘤細(xì)胞發(fā)生侵襲和遷移的基礎(chǔ)。石墨烯是最薄的納米材料,僅具有一個原子厚度,是許多納米材料的基本構(gòu)成單位。隨著對石墨烯的深入研究,石墨烯已經(jīng)成為了材料科學(xué)界的“超級明星”。石墨烯功能化是目前的研究熱點(diǎn),各種功能化的石墨烯已在光電材料、傳感器和探測器、納米催化劑等領(lǐng)域中。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,氧化石墨烯主要被用于藥物載體系統(tǒng)和基因治療等方面,但目前對其生物安全性和生物效應(yīng)的研究仍處于初步階段,關(guān)于氧化石墨烯與腫瘤轉(zhuǎn)移的作用關(guān)系的研究工作仍很少。為了探討氧化石墨烯對腫瘤細(xì)胞遷移能力的影響,本文設(shè)計方案并進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)。1)細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)。結(jié)果證實(shí),10μg/mL氧化石墨烯不會對小鼠乳腺癌細(xì)胞4T1和黑色素瘤細(xì)胞B16細(xì)胞的活力產(chǎn)生顯著影響。2)劃痕損傷實(shí)驗(yàn)。分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),經(jīng)10μg/mL氧化石墨烯處理過得4T1細(xì)胞遷移至劃痕區(qū)的細(xì)胞數(shù)量要明顯減少,證明氧化石墨烯對4T1細(xì)胞和B16細(xì)胞兩種不同種類的腫瘤細(xì)胞的遷移能力都能起到較好的抑制作用。3)分子水平和蛋白水平上檢測細(xì)胞發(fā)生的變化。本文對細(xì)胞遷移相關(guān)的基因和蛋白的表達(dá)進(jìn)行了檢測。結(jié)果發(fā)現(xiàn),氧化石墨烯處理實(shí)驗(yàn)中,影響4T1細(xì)胞遷移的主要因素是ICAM和mmp3,而在B16細(xì)胞中主要的影響因素則是ICAM,其它的一些遷移相關(guān)基因和蛋白的表達(dá)量變化不明顯。4)分子機(jī)制。通過RT-PCR和Western Blot實(shí)驗(yàn)檢測10μg/mL氧化石墨烯處理實(shí)驗(yàn)中各信號通路的變化,結(jié)果發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯能夠抑制4T1細(xì)胞和B16細(xì)胞的ErK和NF-κB蛋白的磷酸化,進(jìn)而影響信號通路下游蛋白的作用。5)檢測EMT過程。使用TGF-β誘導(dǎo)EMT,再通過RT-PCR實(shí)驗(yàn)檢測10μg/mL氧化石墨烯處理實(shí)驗(yàn)中,EMT Markers的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn),TGF-β誘導(dǎo)mmp9 和 fibronectin上調(diào)的現(xiàn)象在加入氧化石墨烯后恢復(fù)到正常。說明氧化石墨烯對TGF-β誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞EMT過程具有抑制作用。6)細(xì)胞骨架染色。用TGF-β和10μg/mL氧化石墨烯處理腫瘤細(xì)胞并通過羅丹明標(biāo)記的鬼筆環(huán)肽對腫瘤細(xì)胞骨架進(jìn)行染色,再用激光共聚焦顯微鏡拍照,分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),TGF-β能夠誘導(dǎo)細(xì)胞骨架的組裝和偽足的形成,4T1細(xì)胞中,加入氧化石墨烯細(xì)胞的偽足減少,TGF-β誘導(dǎo)產(chǎn)生的形變也恢復(fù)到正常形態(tài)；B16細(xì)胞自身偽足數(shù)不多,氧化石墨烯對其形態(tài)沒有明顯影響,能夠抑制TGF-β對B16細(xì)胞的作用。綜合以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果,氧化石墨烯對腫瘤細(xì)胞的影響是多方面的,通過這些影響,氧化石墨烯才能更有效地實(shí)現(xiàn)對腫瘤細(xì)胞遷移的抑制。本工作在細(xì)胞水平上初步闡明了氧化石墨烯的生物安全性和生物效應(yīng),揭示氧化石墨烯抑制腫瘤細(xì)胞遷移的分子機(jī)制,為納米技術(shù)改善腫瘤治療效果的臨床應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：氧化石墨烯 腫瘤轉(zhuǎn)移 腫瘤細(xì)胞遷移 EMT 細(xì)胞骨架
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R73-3
【目錄】：

• 中文摘要7-9
• ABSTRACT9-12
• 符號說明12-14
• 第一部分 前言14-24
• 1.1 腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移14-18
• 1.1.1 腫瘤轉(zhuǎn)移14-16
• 1.1.2 影響腫瘤細(xì)胞遷移的細(xì)胞因子16
• 1.1.3 EMT簡述16-17
• 1.1.4 細(xì)胞偽足與腫瘤轉(zhuǎn)移17-18
• 1.2 腫瘤治療現(xiàn)狀18-19
• 1.3 納米材料生物效應(yīng)研究進(jìn)展19-20
• 1.3.1 納米材料簡介19
• 1.3.2 納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用19-20
• 1.4 納米石墨烯的生物學(xué)效應(yīng)20-22
• 1.4.1 納米石墨烯20-21
• 1.4.2 納米石墨烯材料的生物效應(yīng)21-22
• 1.4.3 納米石墨烯材料的生物安全性22
• 1.5 本工作的目的和意義22-24
• 第二部分 材料與方法24-38
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器24-26
• 2.1.1 納米材料24
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)對象24
• 2.1.3 藥品、試劑24-26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法26-38
• 2.2.1 試劑制備26-28
• 2.2.2 細(xì)胞培養(yǎng)28-29
• 2.2.3 細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)29-31
• 2.2.4 細(xì)胞形態(tài)觀察31
• 2.2.5 劃痕損傷實(shí)驗(yàn)31
• 2.2.6 動物細(xì)胞總RNA提取31-33
• 2.2.7 實(shí)時定量RT-PCR檢測基因表達(dá)水平33-34
• 2.2.8 Western Blot檢測蛋白表達(dá)水平34-36
• 2.2.9 細(xì)胞骨架染色36-38
• 第三部分 結(jié)果與分析38-58
• 3.1 細(xì)胞毒性的檢測38-41
• 3.1.1 CCK-8試劑盒檢測氧化石墨烯對細(xì)胞活力的影響38-39
• 3.1.2 流式細(xì)胞術(shù)檢測氧化石墨烯對細(xì)胞凋亡的影響39-41
• 3.2 光鏡下細(xì)胞形態(tài)的變化41
• 3.3 氧化石墨烯對腫瘤細(xì)胞遷移能力的影響41-47
• 3.3.1 傷痕愈合(細(xì)胞劃痕)實(shí)驗(yàn)42-44
• 3.3.2 細(xì)胞內(nèi)遷移相關(guān)蛋白水平的變化44-45
• 3.3.3 細(xì)胞內(nèi)遷移相關(guān)基因表達(dá)水平的變化45-47
• 3.4 氧化石墨烯對腫瘤細(xì)胞信號通路的影響47-52
• 3.4.1 分子水平上檢測加入信號通路抑制劑后基因變化48-50
• 3.4.2 蛋白水平上檢測信號通路蛋白磷酸化水平的變化50-52
• 3.5 氧化石墨烯對腫瘤細(xì)胞EMT過程的影響52-54
• 3.6 氧化石墨烯對腫瘤細(xì)胞骨架的影響54-58
• 第四部分 總結(jié)與討論58-64
• 4.1 石墨烯在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用58
• 4.2 氧化石墨烯對腫瘤細(xì)胞遷移的影響58-61
• 4.2.1 氧化石墨烯對細(xì)胞的毒性58
• 4.2.2 氧化石墨烯能夠抑制腫瘤細(xì)胞的遷移58-59
• 4.2.3 氧化石墨烯影響不同腫瘤細(xì)胞遷移的因素不同59
• 4.2.4 氧化石墨烯對腫瘤細(xì)胞信號通路的影響59-60
• 4.2.5 腫瘤細(xì)胞EMT過程的變化60
• 4.2.6 腫瘤細(xì)胞骨架的改變60-61
• 4.2.7 總結(jié)61
• 4.3 不足61-62
• 4.3.1 分子機(jī)制62
• 4.3.2 氧化石墨烯對腫瘤細(xì)胞長期作用效果62
• 4.3.3 氧化石墨烯對生物機(jī)體的整體作用62
• 4.4 展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-72
• 致謝72-73
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況隸73

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 呂祥;宋軍芳;李柏;;COX-2與肝癌關(guān)系的研究進(jìn)展[J];現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學(xué);2009年04期

2 陳淑芹;金敬順;陳霞;;腫瘤的綜合治療方法[J];醫(yī)學(xué)信息(中旬刊);2011年02期

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本文編號：871486