As2O3/Mn0.5Zn0.5Fe2O4复合纳米粒的制备及联合磁感应加热治疗宫颈癌的实验研究

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目的①MnxZn1-xFe2O4磁性纳米粒的制备及表征;②As2O3/Mn0.5Zn0.5Fe2O4复合纳米粒的制备及其特性检测;③As2O3/Mn0.5Zn0.5Fe2O4复合纳米粒联合磁流体热疗对人宫颈癌Hela细胞作用的研究;④As2O3/Mn0.5Zn0.5Fe2O4复合纳米粒联合磁流体热疗对异体人宫颈癌移植瘤作用的研究。方法①采用改良的化学共沉淀法制备MnxZn1-xFe2O4磁性纳米粒,透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)、能谱仪(energy dispersive spectrometer, EDS)及X射线衍射(x-ray diffraction,XRD)、热分析系统进行表征,并在高频交变磁场(AMF)下检测Mn0.5Zn0.5Fe2O4磁流体热效应情况;②采用浸渍法制备As2O3/Mn0.5Zn0.5Fe2O4复合纳米粒,透射电镜、能谱仪、原子荧光分光光度计、原子吸收分光光度计等分析其特性;③分别将RPMI1640培养液、As2O3液、Mn0.5Zn0.5Fe2O4纳米粒、As2O3/Mn0.5Zn0.5Fe2O4复合纳米粒在AMF下作用于宫颈癌HeLa细胞,MTT、流式细胞分析仪(FCM)检测并比较各组治疗效果;④采用宫颈癌瘤组织块建立移植瘤模型,将上述各组作用于移植瘤,Mn0.5Zn0.5Fe2O4纳米粒联合MFH组、As2O3/ Mn0.5Zn0.5Fe2O4复合纳米粒联合MFH组的荷瘤鼠在交变磁场下作用3次,每次间隔24小时,7w后颈椎脱臼处死裸鼠,剥离肿瘤,测并计算肿瘤质量抑制率及体积抑制率,同时通过HE切片组织学检查观察肿瘤组织、肿瘤周围组织及裸鼠各主要脏器的形态改变。⑤采用逆转录酶-聚合酶链式反应(RT-PCR)法检测HPV18E7与As2O3/Mn0.5Zn0.5Fe2O4复合纳米粒联合磁流体热疗对宫颈癌作用的关系。结果①制备的MnxZn1-xFe2O4磁性纳米粒子呈棕褐色,平均直径30~40nm、近似球形,有良好的磁感应性;XRD显示制备的纳米粒的各X射线衍射谱图的特异峰线的高度和位置与JCPDS(粉末衍射标准联合会)数据库卡片中的Mn0.5Zn0.5Fe2O4磁性纳米粒子结果一致;EDS证实制备的纳米材料含有Mn、Zn、Fe与O四种元素,无其它杂质;且其在高频交变磁场作用下具有明显的热效应,升温可至肿瘤热疗的有效温度范围(41℃~46℃),并且可以恒温;②As2O3/Mn0.5Zn0.5Fe2O4复合纳米粒近似球形,粒径在100nm左右。能谱仪证实其包含由锰、锌、铁、氧及砷,无其它成分,其含砷量为0.61%。③体外细胞实验:倒置显微镜观察发现As2O3/ Mn0.5Zn0.5Fe2O4复合纳米粒联合MFH能引起Hela细胞坏死及凋亡,MTT检测显示其能显著抑制HeLa细胞的增殖,流式细胞分析(FCM)检测显示其能诱导人宫颈癌HeLa细胞的凋亡,且其效果较单纯As2O3液及单纯MFH明显。而RPMI1640培养液及磁性纳米粒对细胞没有影响。④体内抑瘤实验:As2O3/ Mn0.5Zn0.5Fe2O4复合纳米粒联合MFH组肿瘤体积和质量抑制率分别为92.77%、90.01%,与对照组(CG)、磁性纳米粒组、单纯As2O3组和As2O3/ Mn0.5Zn0.5Fe2O4复合纳米粒组相比有明显差异(P<0.01),且磁性纳米粒联合MFH组和As2O3/ Mn0.5Zn0.5Fe2O4复合纳米粒联合MFH组相比也有明显的差异(P<0.05)。两热疗组的肿瘤组织有明显坏死,而瘤旁及内脏组织均未见明显损伤。⑤RT-PCR显示:As2O3终浓度2μM的游离As2O3及As2O3/ Mn0.5Zn0.5Fe2O4复合纳米粒组,在循环参数30个条件下,HPV18-E7mRNA的表达明显受抑制,而单纯纳米Mn0.5Zn0.5Fe2O4处理组,联合或未联合MFH的情况下均不影响HPV18-E7mRNA的表达。结论①成功制备了Mn0.5Zn0.5Fe2O4磁性纳米粒及As2O3/Mn0.5Zn0.5Fe2O4复合纳米粒;②As2O3/Mn0.5Zn0.5Fe2O4复合纳米粒在高频交变磁场作用下可升温控温治疗宫颈癌;③As2O3/Mn0.5Zn0.5Fe2O4复合纳米粒可同时发挥As2O3的细胞毒性作用和磁感应加热的联合定向肿瘤热化疗的治疗作用,效果优于单一治疗,此为临床治疗宫颈癌提供新的方法。
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