基于RBC睴CS睩e3O4磁性納米粒子自組裝與磁控制癌細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的研究

彭逸舟 段金娣

摘 要：晚期癌癥的高死亡率迫使科學(xué)家尋找新的治療方案，判定癌癥晚期的直接指標(biāo)就是有遠(yuǎn)處的轉(zhuǎn)移發(fā)病灶，癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移途徑主要以血行轉(zhuǎn)移為主，應(yīng)用Fe3O4對(duì)進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)的癌細(xì)胞磁分離研究應(yīng)運(yùn)而生，本課題以紅細(xì)胞膜、殼寡糖、Fe3O4共組裝的新型磁性粒子用于賦予癌細(xì)胞磁響應(yīng)性，用磁場(chǎng)引導(dǎo)癌細(xì)胞運(yùn)動(dòng)。該粒子具有長(zhǎng)循環(huán)性，磁響應(yīng)性且有針對(duì)不同癌細(xì)胞裝載不同治療藥物的潛能。

關(guān)鍵詞：癌細(xì)胞磁性控制;紅細(xì)胞膜;靶向;吸附

目前癌癥仍然是威脅著全世界人類(lèi)的一大疾病殺手，由于癌癥發(fā)病隱匿，早期進(jìn)程中，病人因幾乎難有臨床癥狀而忽略檢查，當(dāng)癌癥癥狀如擠壓器官壓迫神經(jīng)引發(fā)疼痛等情況的產(chǎn)生往往發(fā)生在已有癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移的IV期，晚期病人的低治愈率和高死亡率呼喚著科學(xué)家采取積極的應(yīng)對(duì)措施，癌癥IV期時(shí)，出現(xiàn)的遠(yuǎn)處臟器的轉(zhuǎn)移大多數(shù)是由血行轉(zhuǎn)移的，從入血這個(gè)階段開(kāi)始通過(guò)各種手段把癌細(xì)胞從血中分離清除掉，可減低癌細(xì)胞擴(kuò)散的速度，降低實(shí)質(zhì)臟器因癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移入侵的損害機(jī)率?；诖艅?dòng)力學(xué)原理設(shè)計(jì)出的癌細(xì)胞磁分離技術(shù)是一種成本低效率高效果顯著的方法，這是目前新提出的一種有效清除血液中的癌細(xì)胞的治療兼并檢測(cè)技術(shù)。

殼寡糖有著出色的分散穩(wěn)定性和對(duì)多種分子和離子高度親和吸附的性能，其多氨基和多羥基結(jié)構(gòu)易于形成氫鍵，易于修飾納米粒子和脂質(zhì)膜的層層組裝。Fe3O4有靈敏的磁響應(yīng)性、易制備性還有顯著的加速傳質(zhì)傳熱的性能，有利于賦予周?chē)Y(jié)構(gòu)磁響應(yīng)性和向周?chē)鷦?dòng)量熱量的傳遞，用來(lái)做磁珠光熱療法的極好材料。紅細(xì)胞膜通過(guò)與殼寡糖的粘附性在納米粒子周?chē)弦粚尤嵝灾|(zhì)膜，形成有彈性的復(fù)合殼寡糖—脂質(zhì)體外殼，能緩沖金屬氧化物粒子的硬度，以減低納米粒子群在血流中運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)周?chē)?xì)胞組織的摩擦性損害，同時(shí)降低單個(gè)粒子密度，提高懸浮穩(wěn)定性，阻隔磁性粒子間的團(tuán)聚沉降，減少血管被阻塞的可能，膜上的蛋白質(zhì)和特異性糖原，能給予納米粒子有效的偽裝性，使之在血液中逃避掉免疫細(xì)胞的識(shí)別和吞噬，能在血中起到長(zhǎng)循環(huán)的效果，使之有充分的時(shí)間尋找和靶向吸附癌細(xì)胞。

一、納米粒子的制備過(guò)程

殼寡糖共混入三口燒瓶，加入200ml去離子水，超聲30s，溶解混勻，將Ar2瓶用長(zhǎng)針頭一側(cè)口插入燒瓶，主口裝氣球，另一側(cè)口插入細(xì)針頭，45攝氏度下攪拌20min，用注射器逐滴加入TPP，見(jiàn)黃色透明溶液變成半透明黃色乳光液，升溫至60攝氏度再度攪拌10min，逐滴加入NaOH，見(jiàn)黃色溶液從中間開(kāi)始漸變?yōu)榧t色，隨pH值升高，繼發(fā)變成全黑色，即停止加堿，最高轉(zhuǎn)速攪拌3h，升溫至80攝氏度，停攪拌靜置熟化30min，磁分離粒子，用乙醇和水洗滌至中性，真空干燥12h，收集回深咖啡色粉末，研磨稱(chēng)重。

去纖維化抗凝羊血（300ml），離心，去上清，用冰PBS洗滌，反復(fù)四至五次，用冰1/4PBS低滲破碎細(xì)胞膜1h，離心，去上清，用冰PBS洗滌，反復(fù)多次，可超聲破碎1-2次，直到留下粉色或白色細(xì)胞膜沉淀，超聲20min，4攝氏度保存。牛黃膽酸鈉，紅細(xì)胞膜，混合溶入10ml乙醇，超聲混勻后裝入注射器，迅速注入45攝氏度PBS溶液100ml，旋蒸20min，DSPE-PEG-FA、DSPE-PEG-FITC，紅細(xì)胞膜∶DSPE-PEG-X=20∶1（M/M）混合37攝氏度攪拌1小時(shí)。再用脂質(zhì)體擠出器擠出七次，4攝氏度13000r/min離心，冰PBS洗滌，超聲重分散，反復(fù)三次，4攝氏度PBS保存。將由本課題組2019級(jí)的本科畢業(yè)生段金娣配制的用油酸鈉和聚乙二醇6000制成分散劑溶液與OCS-Fe3O4粒子共混超聲5min，紅細(xì)胞膜與Fe3O4粒子共混攪拌加熱至45攝氏度，擠出器45攝氏度水浴，再將Whatman膜放入脂質(zhì)體擠出器，多次擠出。離心去上清，再超聲數(shù)十秒重分散在PBS溶劑里。反復(fù)三次后，50nm超濾膜過(guò)濾48h。

細(xì)胞表征實(shí)驗(yàn)：癌細(xì)胞與納米粒子靶向親和力檢測(cè)：將修飾好熒光劑的納米粒子與癌細(xì)胞混合均勻共孵育48h，再用胰酶消化，吹打，種板24h后，用高內(nèi)涵拍照。培養(yǎng)瓶置于倒置顯微鏡下，在一邊放上磁鐵，拍下癌細(xì)胞隨磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)。

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，納米粒子高度分散性和穩(wěn)定性，磁性粒子與癌細(xì)胞吸附后，可充分賦予癌細(xì)胞磁響應(yīng)性，可隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)。

二、結(jié)論

本文以Fe3O4為磁核材料，殼寡糖OCS為分散劑和穩(wěn)定劑，紅細(xì)胞膜作為免疫逃避保護(hù)膜，用同步吸附共沉淀法和高壓擠出法制備出用于在全血中分離癌細(xì)胞的納米磁珠紅細(xì)胞膜-OCS-Fe3O4其能精準(zhǔn)充分賦予癌細(xì)胞磁響應(yīng)性，其能在人工磁場(chǎng)中被磁力吸引運(yùn)動(dòng)。綜上所述，本文合成了一種可靶向賦予癌細(xì)胞磁響應(yīng)性的長(zhǎng)循環(huán)納米粒子，可用于控制癌細(xì)胞從血細(xì)胞中磁性分離，為癌細(xì)胞透析的臨床應(yīng)用提供了基礎(chǔ)性研究。

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