摘 要

本课题研究的吡咯并吡咯二酮衍生物纳米粒（BNTP NPs）是一种新型的有机纳米靶向光热转换剂，这种光热转换剂具有优良的光吸收性，光稳定性，光热转换效率及生物相容性等，是一种潜在的抗肿瘤药物。本课题采用了台盼蓝拒染法，MTT比色法，流式细胞术检测法，激光共聚焦观测法等研究手段研究了BNTP NPs对肿瘤细胞增殖抑制作用以及细胞的摄取情况。研究结果表明，BNTP纳米粒干预Hela细胞后给予光照的组对Hela有极显著的增殖抑制作用，而单纯给药的暗光组则对Hela细胞无明显的毒性；BNTP纳米颗粒对人宫颈癌细胞有诱导凋亡作用；BNTP纳米颗粒随着时间的延长在细胞内的浓度越来越高，且主要分布在细胞质中，没有进入细胞核中。

关键词： BNTP ，纳米颗粒，增殖抑制，诱导凋亡

Experimental study of pyrrolo-pyrrolidone derivative nanoparticles on Hela apoptosis in cervical cancer cells

Summary

In this study, the pyrrolo-pyrrolidone derivative nanoparticles (BNTP NPs) are a novel organic nano-targeted photothermal conversion agent with excellent light absorption, light stability, photothermal Conversion efficiency and bioequivalence, etc., is a potential anti-tumor drugs. In this study, the inhibitory effect of BNTP NPs on tumor cell proliferation and cell uptake was studied by means of trypan blue exclusion, MTT colorimetry, flow cytometry and laser confocal microscopy. The main test methods used in this subject are. The results showed that BNTP nanoparticles had a significant inhibitory effect on Hela cells after Hela cells were irradiated with Hela cells, while the dark group was not significantly toxic to Hela cells. BNTP nanoparticles were significantly different from human cervical cancer cells BNTP nanoparticles with the passage of time in the cell concentration is higher and higher, and mainly distributed in the cytoplasm, did not enter the nucleus.

Key words: BNTP, nanoparticle, proliferation inhibition, induction of apoptosis

目录

摘 要 I

第一章 文献综述 1

1.1 概述 1

1.2 PTT的作用原理 1

1.3 光热转换剂的发展 1

1.4 光热疗法的前景 2

1.5现代生物技术在体外药效学评价中的应用 3

第二章 吡咯并吡咯二酮衍生物纳米颗粒对体外培养人宫颈癌细胞Hela的凋亡的影响 4

2.1实验材料 4

2.1.1细胞株和实验试剂 4

2.1.2 实验仪器 4

2.1.3 主要试剂的配置 4

2.2 实验方法 5

2.2.1 细胞培养 5

2.2.2 台盼蓝拒染法检测活细胞数 7

2.2.3 MTT比色法测定吡咯并吡咯二酮衍生物纳米颗粒对人宫颈癌细胞Hela的体外增殖抑制作用 7

2.2.4 应用流式细胞术检测吡咯并吡咯二酮衍生物纳米颗粒对人宫颈癌细胞Hela的诱导凋亡作用 8

2.2.5应用激光共聚焦显微镜观察吡咯并吡咯二酮衍生物纳米颗粒在Hela细胞内摄取 9

2.3 实验结果 10

2.3.1 MTT比色法测定吡咯并吡咯二酮衍生物纳米颗粒对人宫颈癌细胞Hela的体外增殖抑制作用结果与分析 10

2.3.2 应用流式细胞术检测吡咯并吡咯二酮衍生物纳米颗粒对人宫颈癌细胞Hela的诱导凋亡作用 12

2.3.3 应用激光共聚焦显微镜观察吡咯并吡咯二酮衍生物纳米颗粒在Hela细胞内摄取 12

第三章 结论与讨论 14

第四章 前景与展望 15

参考文献 16

致谢 18

第一章 文献综述

1.1 概述

肿瘤严重威胁着人类的健康甚至生命，到目前为止，人们已经投入了大量的人力、物力、财力来预防和治疗癌症疾病，但所取得的进展依然是十分有限的，效果并不显著。据2014年世界卫生组织发布的癌症统计报告显示，近20年恶性肿瘤的患病人数以及死亡人数在不断增加，但死亡率却呈下降趋势，1991年至2010年，恶性肿瘤的死亡风险率下降了20%，很大一部分归功于肿瘤疾病治疗方面的技术的不断进步^[1]。

传统治疗癌症的方法有手术、放射治疗和化学药物治疗。手术主要是切除肿瘤组织，但风险较大，且对于已扩散的肿瘤，作用甚微^[2]。放疗是当前常用方法，其核心是通过射线照射来杀死肿瘤细胞。化疗则主要是依靠药物来杀死肿瘤细胞。但这些疗法通常对肿瘤细胞无特异性，治疗时极有可能伤及其他组织和细胞，产生毒副作用，对人体造成损伤，因而没有得到广泛使用 ^[3]。近年来，随着人们在肿瘤疾病治疗方面的不断探究，以及对传统疗法的不断分析和改进，研究出了几种备受关注的新型疗法, 如基因疗法和光热疗法，有望实现既能有效杀死肿瘤细胞，又不伤害人体正常组织的目标,从而改善治疗效果、降低毒副作用^[4]，这种针对肿瘤疾病的新疗法在医学领域也受到了极大的关注。

1.2 PTT的作用原理

光热治疗法（photothermal therapy）是一种治疗肿瘤方面疾病的新方法，是指将具有较高的光热转换效率的某种材料注射入人体内部，并利用靶向性识别技术将其聚集在肿瘤组织附近，将光辐射转为热能，由于癌细胞对温度较为敏感，因此既能杀灭肿瘤细胞，同时还避免了对正常组织造成损伤^[5]。这种新型疗法在抗肿瘤方面表现出了很多用途,包括热消融作用、抑制肿瘤转移作用和克服化疗耐药作用等^[6]，且这种疗法疗效显著，副作用小，又能够减少患者所受的痛苦，因此科学家们认为光热疗法具有很大的发展空间。

1.3 光热转换剂的发展

光热转换剂是光热疗法的关键，光热转换效率的高低直接影响了PTT的疗效。其应用的基本原理是，光热转换剂在NIR照射下，能够将部分光能转变成热能，通过高温杀灭癌细胞^[7]。纳米技术是一门新兴学科，在近几年的生物医学领域备受关注，它涵盖了生物医学、材料科学等多门学科，现在已广泛被应用到多种光热转换剂的生产上^[8,9]。理想的光热转换剂需要有较为理想的光热转换效率，在近红外区(700~1000 nm)需有良好的光学吸收性质。近年来，许多具有良好光热转换效率的纳米材料已被成功运用于PTT上，如金纳米材料、碳纳米材料和一些无机纳米材料等等，但是这些材料在使用中存在着很多不可忽略的问题，如部分纳米材料潜在的长期毒性可能会对人机体造成损害，很多材料都有生物不稳定性，在机体内生物安全性得不到保障^[10-13]，金属纳米离子在体内的生物代谢差，碳纳米材料也可能诱发各种毒性反应^[14-18]，材料本身制备工艺繁杂、成本较高等多种原因也一直限制着其在PTT中的实际应用^[19-21]。

基于这些原因，在光热治疗中，有机光热试剂则显得更受欢迎。因为其光热转换效率更高，可生物降解，因而逐渐发展成实用性更高的PTT应用试剂。所以研究光热转换剂的毒副作用是光热疗法中必不可少的实验工作，要使这钟基于各种纳米材料的光热治疗技术最终在临床中得到较为普遍的应用，还需要来自医学、化学和材料学以及其他多方面相关研究人员的共同努力。所以，研发出合适的光热转换剂是PTT疗法发展中不可缺少的一项工作，因而我们需要研发出制备程序简易、成本较低、生物相容性良好、毒副作用较小的光热转换剂材料。

1.4 光热疗法的前景

大量的研究数据表明，适当程度的光热升温能够提高肿瘤细胞对化疗药物的摄取，增强对肿瘤疾病的治疗效果^[22]。在此理论基础上，衍生出了联合治疗方法，即将PTT与PDT或者化疗相结合，利用多种治疗手段的优势，达到对肿瘤疾病更加明显的疗效，同时能够将对正常组织的伤害降到最低，因此联合治疗也是未来治疗肿瘤疾病的一个重要的发展方向。