激光全息成像分析系統(tǒng)HoloMonitor M4在腫瘤新型藥物研究中的應(yīng)用
阿霉素與microRNA-34a混合納米聚合物膠束對(duì)腫瘤細(xì)胞的雙重作用
前言：
目前，隨著新型智能制劑的發(fā)展，利用天然生物材料將化學(xué)藥物與RNA干擾過(guò)程相結(jié)合。不僅增加了生物識(shí)別的敏感性，而且能提高生物藥物的活性。聚合物膠束作為一種新型的藥物載體，膠束內(nèi)核能夠顯著增加難溶性藥物的溶解度，降低毒副作用，親水外殼保護(hù)藥物免受生理環(huán)境的破壞；具有主動(dòng)和被動(dòng)靶向作用，改變藥物的體內(nèi)過(guò)程，提高藥物療效。
P53是一種腫瘤基因，許多研究表明microRNA-34a是P53的腫瘤抑制分子，microRNA-34a可以作用于一些致癌基因比如Bcl2、notch1和生存素實(shí)現(xiàn)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、抑制細(xì)胞增殖和遷移等方式。阿霉素:是周期性非特異性抗癌藥，對(duì)各期細(xì)胞均有作用,但對(duì)S期的早期最為敏感,M期次之,對(duì)G1期最不敏感。將microRNA-34a的RNA干擾技術(shù)與阿霉素嵌入DNA技術(shù)協(xié)同作用于腫瘤細(xì)胞，不僅可以將最小藥劑量達(dá)到最大藥效化，而且可以減少單一治療的毒副作用。
基質(zhì)金屬蛋白酶2（MMP2）是阿霉素的前提藥物，能降解細(xì)胞外基質(zhì)中的各種蛋白成分,破壞腫瘤細(xì)胞侵襲的組織學(xué)屏障，在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移中起關(guān)鍵性作用。
首先，要將藥物合成可以作用細(xì)胞的化合物，這個(gè)混合納米聚合物膠束主要分為三個(gè)功能共軛化合物 。1，阿霉素（對(duì)金屬蛋白酶2，MMP2）以共價(jià)鍵連接與PEG2000的長(zhǎng)鏈上，簡(jiǎn)稱(chēng)PEG2K-CLV-Dox/CLV-Dox。2，miRNA-34a以二硫鍵連接于磷脂分子中簡(jiǎn)稱(chēng)為miRNA-34a-S-S-PE.3,滲透性多肽TATp（增強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)化作用，將藥物等經(jīng)胞吞作用攝入細(xì)胞內(nèi)）與PEG1000短鏈結(jié)合并連于磷脂分子中，簡(jiǎn)稱(chēng)TAT-PEG1K-PE�；旌暇酆衔锬z束可以單共軛物、雙軛物、多共軛物等多種方式向體內(nèi)運(yùn)送。
材料：CLV-Dox、 TAT-PEG1K-PE/CLV-Dox（TAT/CLV-Dox）膠束、 TAT/CLV-Dox/miRNA-34a 膠束、HT1080（人纖維腫瘤細(xì)胞）
激光全息成像分析系統(tǒng)HoloMonitor M4進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間追蹤細(xì)胞，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)性，描繪出細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)軌跡。利用激光全息技術(shù)對(duì)活細(xì)胞和死細(xì)胞可以有效區(qū)分，在細(xì)胞周期中利用細(xì)胞的最大光學(xué)厚度等參數(shù)識(shí)別G1、S、G2等時(shí)期。
一、細(xì)胞遷移研究
CLV-Dox，TAT/CLV-Dox混合納米聚合物膠束分別作用于HT1080（人纖維腫瘤細(xì)胞）利用Holomonitor M4系統(tǒng)對(duì)細(xì)胞進(jìn)行12小時(shí)延時(shí)成像，并對(duì)其中10個(gè)細(xì)胞進(jìn)行追蹤，觀察細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)性及細(xì)胞遷移情況（圖1）
由圖中可以明顯看出細(xì)胞經(jīng)CLV-Dox，TAT/CLV-Dox混合納米聚合物膠束處理后的細(xì)胞運(yùn)動(dòng)性明顯降低，但是在細(xì)胞遷移方面經(jīng)TAT/CLV-Dox混合納米聚合物膠束處理后的HT1080細(xì)胞明顯低于PBS對(duì)照組與CLV-Dox實(shí)驗(yàn)組，并經(jīng)Holomonitor M4系統(tǒng)成像圖片，處理灰度閾值與細(xì)胞體積，厚度等相關(guān)性進(jìn)行4D 矩陣分析，表明經(jīng)PBS處理后的細(xì)胞繼續(xù)進(jìn)行增值，分裂。而CLV-Dox，TAT/CLV-Dox混合納米聚合物膠束處理后的細(xì)胞增值停滯。
二、細(xì)胞存活率比較
對(duì)比于不同處理后細(xì)胞的存活率的比較后，經(jīng)TAT/CLV-Dox/miRNA-34a 雙重作用下，細(xì)胞的存活率明顯下降了40%，相比較單獨(dú)經(jīng)TAT/CLV-Dox處理下仍下降了15%，表明在阿霉素與miRNA-34a雙重作用下無(wú)論在RNA水平還是細(xì)胞水平上，腫瘤細(xì)胞的存活率得到了有效控制。
三、細(xì)胞周期研究
對(duì)比于圖3中不同藥物處理過(guò)程中細(xì)胞周期分布結(jié)果中，0.5μM Dox和10μM miRNA-34a較低濃度處理時(shí)細(xì)胞在S期發(fā)育停滯，表明雙重藥物作用后，抑制細(xì)胞DNA復(fù)制過(guò)程，藥物低濃度的使用量大大減輕了治療后的毒副作用。
