激光全息成像分析系统在肿瘤新型药物研究中的应用

前言：

目前，随着新型智能制剂的发展，利用天然生物材料将化学药物与RNA干扰过程相结合。不仅增加了生物识别的敏感性，而且能提高生物药物的活性。聚合物胶束作为一种新型的药物载体，胶束内核能够显著增加难溶性药物的溶解度，降低毒副作用，亲水外壳保护药物免受生理环境的破坏；具有主动和被动靶向作用，改变药物的体内过程，提高药物疗效。

P53是一种肿瘤基因，许多研究表明microRNA-34a是P53的肿瘤抑制分子，microRNA-34a可以作用于一些致癌基因比如Bcl2、notch1和生存素实现诱导细胞凋亡、抑制细胞增殖和迁移等方式。阿霉素:是周期性非特异性抗癌药，对各期细胞均有作用,但对S期的早期最为敏感,M期次之,对G1期最不敏感。将microRNA-34a的RNA干扰技术与阿霉素嵌入DNA技术协同作用于肿瘤细胞，不仅可以将最小药剂量达到最大药效化，而且可以减少单一治疗的毒副作用。

基质金属蛋白酶2（MMP2）是阿霉素的前提药物，能降解细胞外基质中的各种蛋白成分,破坏肿瘤细胞侵袭的组织学屏障，在肿瘤侵袭转移中起关键性作用。

首先，要将药物合成可以作用细胞的化合物，这个混合纳米聚合物胶束主要分为三个功能共轭化合物 。1，阿霉素（对金属蛋白酶2，MMP2）以共价键连接与PEG2000的长链上，简称PEG2K-CLV-Dox/CLV-Dox。2，miRNA-34a以二硫键连接于磷脂分子中简称为miRNA-34a-S-S-PE.3,渗透性多肽TATp（增强细胞内化作用，将药物等经胞吞作用摄入细胞内）与PEG1000短链结合并连于磷脂分子中，简称TAT-PEG1K-PE。混合聚合物胶束可以单共轭物、双轭物、多共轭物等多种方式向体内运送。

材料：CLV-Dox、 TAT-PEG1K-PE/CLV-Dox（TAT/CLV-Dox）胶束、 TAT/CLV-Dox/miRNA-34a 胶束、HT1080（人纤维肿瘤细胞）

激光全息成像分析系统HoloMonitor M4进行长时间追踪细胞，实时监测细胞的运动性，描绘出细胞的运动轨迹。利用激光全息技术对活细胞和死细胞可以有效区分，在细胞周期中利用细胞的最大光学厚度等参数识别G1、S、G2等时期。

一、细胞迁移研究

CLV-Dox，TAT/CLV-Dox混合纳米聚合物胶束分别作用于HT1080（人纤维肿瘤细胞）利用Holomonitor M4系统对细胞进行12小时延时成像，并对其中10个细胞进行追踪，观察细胞的运动性及细胞迁移情况（图1）

由图中可以明显看出细胞经CLV-Dox，TAT/CLV-Dox混合纳米聚合物胶束处理后的细胞运动性明显降低，但是在细胞迁移方面经TAT/CLV-Dox混合纳米聚合物胶束处理后的HT1080细胞明显低于PBS对照组与CLV-Dox实验组，并经Holomonitor M4系统成像图片，处理灰度阈值与细胞体积，厚度等相关性进行4D 矩阵分析，表明经PBS处理后的细胞继续进行增值，分裂。而CLV-Dox，TAT/CLV-Dox混合纳米聚合物胶束处理后的细胞增值停滞。

二、细胞存活率比较

对比于不同处理后细胞的存活率的比较后，经TAT/CLV-Dox/miRNA-34a 双重作用下，细胞的存活率明显下降了40%，相比较单独经TAT/CLV-Dox处理下仍下降了15%，表明在阿霉素与miRNA-34a双重作用下无论在RNA水平还是细胞水平上，肿瘤细胞的存活率得到了有效控制。

三、细胞周期研究

对比于图3中不同药物处理过程中细胞周期分布结果中，0.5μM Dox和10μM miRNA-34a较低浓度处理时细胞在S期发育停滞，表明双重药物作用后，抑制细胞DNA复制过程，药物低浓度的使用量大大减轻了治疗后的毒副作用。