納米氧化石墨烯與TGF-β1對腫瘤上皮—間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)移(EMT)的影響及其機(jī)制的研究.pdf

1、在材料研究領(lǐng)域，隨著對碳納米材料的不斷深入研究，特別是自2004年石墨烯首次被發(fā)現(xiàn)以來，它已逐漸成為材料科學(xué)界的“超級明星”。二維碳材料結(jié)構(gòu)的石墨烯及其衍生物，由于其擁有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，具有超高的疏水表面、較佳的表面修飾和獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)，目前已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、電子器件和復(fù)合材料等研究領(lǐng)域，例如在生物傳感器、生物成像、光敏劑與基因輸送載體、疏水抗腫瘤藥物、光熱治療腫瘤、抗菌材料和組織功能材料等領(lǐng)域均具有非常好的應(yīng)用前景。

2、r>　　這幾年來，生物技術(shù)與各學(xué)科的交叉研究，特別是材料生物學(xué)的不斷深入研究，在生物醫(yī)藥、食品健康、能源環(huán)境和航空航天、信息產(chǎn)業(yè)等眾多技術(shù)領(lǐng)域帶來了巨大影響。當(dāng)納米材料和技術(shù)越來越多的應(yīng)用于各個領(lǐng)域時，隨之而來也會帶來未知的影響，這就要求我們不能只注重于納米材料給我們生活帶來的有益效應(yīng)，也要考慮到它可能會帶來的環(huán)境和健康方面的潛在影響，特別是納米材料引起的生物相容性和對機(jī)體相關(guān)的生理病理學(xué)上的影響。
　　其中一個重要的生理病理學(xué)上

3、的影響就是腫瘤的轉(zhuǎn)移侵潤—上皮間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化(Epithelial—Mesenchymaltransition，EMT)，這種過程的發(fā)生是具有極性的上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)換成為具有遷移能力的間質(zhì)細(xì)胞并獲得侵襲和遷移能力，它存在于人體多個生理和病理過程中。很多研究表明EMT與腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移有著密切的關(guān)系，我們采用材料界的“明星材料”—石墨烯為研究對象，研究其對細(xì)胞EMT的作用影響，從而為今后材料修飾載藥等提供靶向輸送可能性，同時對其可能引起的腫瘤

4、機(jī)制的研究，為抑制腫瘤轉(zhuǎn)移提供新的治療方法。
　　本文重點(diǎn)研究了小尺寸粒徑比（100nm左右）的納米氧化石墨烯(Grapheneoxide，NGO，GO)與上皮細(xì)胞系的直接作用觀察其是否引起上皮-間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化(Epithelial-mesenchymaltransition，EMT)，以及可能對細(xì)胞生長轉(zhuǎn)化因子TGF-β1誘導(dǎo)的腫瘤上皮-間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化的發(fā)生的參與作用。擬用小鼠乳腺上皮細(xì)胞(NMuMG)為主要研究對象，探究未經(jīng)修飾納

5、米氧化石墨烯(NGO)對上皮細(xì)胞系直接和間接作用帶來的影響，觀察石墨烯對細(xì)胞毒性效應(yīng)和誘導(dǎo)其EMT過程的發(fā)生，以期為石墨烯的生物效應(yīng)機(jī)制提供一定的理論基礎(chǔ)。
　　(1)選用納米氧化石墨烯和多種上皮細(xì)胞系，應(yīng)用濃度梯度(0、5、10、15、20和40μg/ml)和不同時間(24、48和96h)進(jìn)行處理，篩選低毒性有效作用的劑量和時間和在形態(tài)觀察發(fā)生明顯效應(yīng)的細(xì)胞系。我們通過使用TGF-β1誘導(dǎo)建立EMT模型，最后我們篩選出對GO和T

6、GF-β1產(chǎn)生較明顯生物效應(yīng)的細(xì)胞系為小鼠乳腺上皮細(xì)胞(NMuMG)。
　　(2)分組情況:對照組、石墨烯處理組、TGF-β1組、石墨烯和TGF-β1共同處理組，分別在形態(tài)學(xué)和細(xì)胞遷移能力檢測，處理24h和48h后，經(jīng)TGF-β1單獨(dú)處理的細(xì)胞均出現(xiàn)一定的形態(tài)學(xué)變化，向紡錘樣間質(zhì)細(xì)胞的形態(tài)演變，并且遷移能力最強(qiáng)，表現(xiàn)為典型的EMT。而GO單獨(dú)處理組的細(xì)胞并沒有發(fā)生形態(tài)變化，愈合能力較弱;在用TGF-β1和GO共同處理后，只有極少數(shù)

7、發(fā)生纖維化現(xiàn)象，我們初步可以得出氧化石墨烯對TGF-β1誘導(dǎo)的細(xì)胞纖維化功能起到了一定的抑制作用。
　　(3)運(yùn)用Real-timePCR和Westernblot技術(shù)，分別在基因表達(dá)水平和蛋白水平檢測。最后發(fā)現(xiàn)，NMuMG細(xì)胞經(jīng)TGF-β1誘導(dǎo)培養(yǎng)后，上皮細(xì)胞標(biāo)志物E-cadherin的表達(dá)降低，而間質(zhì)標(biāo)志物FN的表達(dá)增加，此結(jié)果同樣提示經(jīng)TGF-β1誘導(dǎo)后，細(xì)胞內(nèi)EMT過程的發(fā)生。然而在加入氧化石墨烯后，我們觀察到，經(jīng)TGF-β