极低频磁场联合磁性纳米粒子选择性诱导肝癌细胞凋亡的机制研究

目前，晚期肝癌缺乏安全有效的治疗手段。我们在博士论文研究中发现一种联合极低频磁场和磁性纳米粒子的无损伤抗肿瘤手段，诱导肝癌细胞凋亡率远高于正常肝细胞。且联合小粒径纳米粒子的凋亡诱导率显著高于大粒径纳米粒子。这种选择性诱导肝癌细胞凋亡机制意义重大，值得深入探讨。我们已在前期博士论文中发现，单一因素极低频磁场有可能利用癌细胞异常核分裂这一特点不断在子细胞中积累DNA损伤。将这一点引申到该联合手段的靶向选择性抗癌机制上，我们得出如下假说：癌细胞异常核分裂时纳米粒子易渗入癌细胞核，而在正常细胞核分裂时中不易渗入，磁性纳米粒子联合外加极低频磁场在局部的振荡导致DNA损伤并最终导致该方法的靶向凋亡诱导效应。且纳米粒径越小，渗入作用越强，诱导凋亡的效应越强。为完善和证实该假说，我们设计了该课题，探讨磁性纳米粒子渗入细胞核与细胞亚期、核分裂异常、粒径大小以及该联合手段致DNA损伤凋亡程度的关系。

第一部分、铁氧纳米粒子联合100Hz交变磁场诱导肝癌BEL-7402细胞和正常肝细胞HL-7702的凋亡研究及其机制研究.已有研究表明极低频磁场能对细胞起到凋亡诱导作用。本研究探讨联合磁性铁氧纳米粒子是否可增强极低频磁场对肝癌细胞的凋亡诱导作用，同时以正常肝细胞HL-7702做对照，观察是否该联合方法对肝癌细胞的凋亡作用更有效，并研究其可能机制。实验结果表明相比单纯磁场处理或者纳米粒子处理，极低频磁场联合磁性纳米粒子能显著诱导更多的肝癌细胞进入凋亡；而这一效应在HL7702细胞中不明显。机制研究表明该联合方法很可能通过影响细胞膜离子活动来诱导凋亡的，而且磁性纳米粒子能显著增强极低频磁场对细胞膜电流的影响。因此，我们的研究认为，磁性纳米粒子联合极低频磁场通过影响细胞膜电流来选择性诱导肝癌细胞的凋亡，而对正常肝细胞作用不明显。.第二部分，叶酸改性磁性纳米粒子联合100Hz极低频磁场对肝癌BEL-7402细胞的凋亡研究.本部分旨在探讨叶酸改性磁性纳米粒子联合极低频磁场对肝癌细胞的凋亡影响，探讨粒子细胞吸附量与凋亡的关系，并以未改性粒子为对照。我们通过共沉淀法获得20nm左右尺度的磁性纳米粒子，然后将叶酸分子包被至该磁性粒子核上。采用ICP-AES方法测量细胞对纳米粒子的摄取量。结果表明叶酸改性磁性纳米粒子联合极低频磁场能显著抑制细胞增殖并诱导细胞凋亡，该结果相对于单纯叶酸改性纳米粒子处理细胞组或单纯极低频磁场处理细胞组都有统计学差异。该改性粒子在BEL-7402细胞中比HL-7702细胞显示出更强的凋亡效果和更高的细胞内摄取量。且相对于未改性粒子，改性粒子显示出更强的凋亡效果和更高的细胞内摄取量。在联合极低频磁场的基础上，该改性粒子浓度越高，其凋亡诱导率越高，其细胞摄入量越高。提示该改性粒子诱导细胞凋亡是细胞摄入量依赖性的。