CD44靶向磁性纳米粒子在交变磁场下对肿瘤干细胞作用的研究

CD44靶向磁性纳米粒子在交变磁场下对肿瘤干细胞作用的研究目的相关研究证实,肿瘤干细胞(Cancer stem cell,CSC)可以耐受化疗和放疗,是肿瘤发生和发展的关键。

研究发现非靶向磁流体热疗能杀伤CSC。

然而,CSC靶向性磁流体热疗还未被研究。

CD44是头颈鳞状细胞癌干细胞标志蛋白,也是靶向性杀伤HNSCC干细胞的靶标。

本项目将研究制备抗CD44抗体表面修饰的超顺磁性氧化铁纳米粒子
(CD44-SPIONPs)的一种新方法,检测其生物相容性,通过超低粘附培养分离肿瘤干细胞并鉴定干性,验证抗CD44抗体超顺磁性氧化铁纳米粒子与肿瘤干细胞靶向结合,并在交变磁场中检测肿瘤干细胞的凋亡情况,以期在今后的临床热疗中提供可靠的理论依据。

方法1、制备抗CD44抗体表面修饰的SPIONP:借鉴用抗体包被硅片制作蛋白质芯片的工艺技术,设计了用抗体修饰SPIONP表面的解决方案,即用化学共沉淀的工艺方法合成超顺磁性氧化铁纳米粒子(SPIONP);SPIONP 与羧甲基葡聚糖(CMDx)进行反应,在SPIONP表面包裹一层羧基(-COOH);通过EDC/NHS反应,使SPIONP外层包裹的羧基共价偶联抗CD44抗体的氨基端,形成酰胺键(-CO-NH-),从而使CD44抗体偶联至SPIONP表面。

2、富集和鉴定肿瘤干细胞:采用超低黏附培养技术,培养Cal-27细胞形成细胞球。

应用肿瘤干细胞克隆球形成率测定、肿瘤干细胞克隆球免疫荧光激光共聚焦显微成像、Western blot和RT-PCR检测肿瘤干细胞的干性标志基因的表达水平,确定本研究所富集的HNSCC肿瘤干细胞的干性、致瘤、分化和耐药能力。

3、通过激光共聚焦显微镜(Confocal laser scanning microscopy,CLSM),研究抗CD44抗体表面修饰的SPIONP对肿瘤干细胞的靶向定位效率;
4、流式细胞仪抗CD44抗体表面修饰的SPIONP在交变磁场作用下对肿瘤干细胞凋亡的影响。

结论本研究证实,肿瘤干细胞相对于正常肿瘤细胞表面过表达
CD44,CD44-SPIONPs可以穿透细胞膜,进入细胞内部,并通过在交变磁场中的热效应显著降低细胞活力,导致程序性细胞死亡。

相关结果为使用靶向磁性纳米颗粒治疗癌症和减少转移提供了新的思路。

本研究将为开创HNSCC干细胞靶向性磁流体热疗新疗法奠定理论基础、提供具体的实施方案和实验依据。