纳米技术识别和调控肿瘤微环境用于肿瘤诊疗的研究进展

肿瘤是由肿瘤细胞及其周围的基质细胞和非细胞组分构成的复合体.肿瘤微环境在肿瘤的生长与转移过程中发挥至关重要的作用,因此越来越多的研究致力于探索靶向或调控肿瘤微环境的诊断试剂和治疗药物.新兴的纳米技术为肿瘤的精确定位和早期诊断、靶向、长效和联合治疗提供了重要的研发平台,为克服传统药物非特异性靶向和非选择性损伤机体组织的瓶颈问题提供了可能.本文概述了肿瘤微环境的组成、特性及关键调控因子,总结了目前针对肿瘤微环境的抗肿瘤药物研究进展,阐述了靶向型和调控型纳米材料诊断肿瘤微环境的最新进展,同时对靶向和调控肿瘤微环境的纳米材料在肿瘤治疗方面的应用进行综述.提高纳米药物和诊断试剂的特异性及诊疗一体化,将是未来的重要发展方向之一.     

炎症细胞是癌的朋友还是对头?

现在已很清楚炎症细胞对肿瘤的发展有很大影响,在早期瘤形成过程中,炎症细胞是很强的肿瘤促进因子,它们营造了一个有利肿瘤生长的环境,致成细胞中基因的不稳定性,并且促使产生血管。炎症细胞及其产生的趋化因子和细胞因子可影响肿瘤的整体结构,调节它们在微环境中的生长、迁移和细胞分化,这种微环境是由癌细胞、成纤维细胞和内皮细胞所形成的。在肿瘤生长过程的后阶段,瘤细胞也借用炎症的各种机制,例如选择素-配体(selectin-ligand)相互反     

微载体支持下人肝癌细胞静置三维培养

传统的单层平面培养仍然是目前肝癌研究中最常用的体外培养方法,而这种方法不能形成类似体内的结构,在研究体内细胞与细胞、细胞与微环境之间的相互作用等方面存在明显的限制性,以微载体Cytodex－3为支持物,在静置状态下培养人肝癌细胞BEL－7402,构建一种简单易行的人肝癌细胞三维培养模型,电子显微镜、酶活性及流式细胞仪分析表明,细胞呈多面体形,多层重叠排列呈巢状,胞间有0．5－2．0μm的间隙,胞间细胞膜局部突起密切接触,有桥粒形成,90％以上细胞存活,并维持葡萄糖的分解代谢和表达EGF受体,胞内AST,ALT及LDH－L的活性高于平面培养,该三维结构具有体内索状型和实体型肝癌的结构特征,较之单层平面培养,更适合于研究肝癌细胞及细胞与微环境之间的 之间的相互作用,以及用于肝癌细胞浸润、转移和抗药性机理的研究。     

小鼠骨髓基质细胞系BMSC1的建立及鉴定

对T细胞发育的研究表明:胸腺是T细胞发育的主要场所,来源于骨髓的pro-T细胞进入胸腺,在胸腺微环境的作用下,经阳性和阴性选择逐渐发育为成熟的T细胞输出胸腺。但目前对T细胞在骨髓内是如何由造血干细胞分化成pro-T细胞的发育过程还不太清楚,骨髓微环境与此过程密切相关。现在的研究表明骨髓造血微环境主要是由骨髓基质细胞(Bone Marrow Stromal Cell,BMSC)及其分泌的细胞外基质、细胞因子三者共同组成,影响着造血细胞的粘附、增殖和分化。其中骨髓基质细胞是关键成分,主要包括成纤维细胞、脂肪细胞、巨噬细胞、内皮细胞和上皮细胞等。各种基质细胞网状分隔构成微环境支架,造血细胞在此微环境支架中与基质细胞相互作用并接受基质细胞分泌的造血因子的刺激而增殖分化。研究T细胞在骨髓内发育途径及分化机理,须分析BMSC类型、功能及其与发育中的T细胞的相互作用效应,其体外培养可以仔细分析骨髓微环境的作用。为此,我们继建成了小鼠胸腺基质细胞系以后,开始建立小鼠骨髓基质细胞系,本文报道所建骨髓基质细胞系BMSC1,并对其进行了细胞学鉴定分析。     

肝胆胰外科新理念与新技术

外科手术是治疗肝胆胰肿瘤最有效和首选的方法,减少手术出血量、提高手术安全性、简化手术操作、降低并发症和死亡率,一直是肝胆胰外科领域研究的焦点.作为国内最早施行肝胆胰手术的中心之一,从20世纪80年代至今本课题组先后提出了一些新的理念:提出大肝癌和巨大肝癌手术切除的可行性理论并应用于临床,拓展了肝切除治疗肝癌的适应证;提出肝细胞癌新的分类方法,有利于针对大小不同的肿瘤选择不同的治疗方法和进行疗效评估;针对肝癌合并门静脉癌栓的不同类型,采取不同的手术方式,取得良好效果;肝切除联合脾切除治疗原发性肝细胞癌合并门静脉高压症.创立3种肝脏手术控制出血新技术:不解剖肝门经肝实质结扎入肝及出肝血流、第一肝门阻断联合肝下下腔静脉阻断、经肝裸区双悬吊法;小范围肝切除治疗肝门部胆管癌的新理念;不缝合胆管前壁的肝肠吻合术和插入式胆肠吻合术;新的"U"型胰肠套入式缝合法;世界首个原位辅助性部分肝移植手术方式,并成功应用于临床.     

癌细胞侵袭和转移的基因生物学

癌的转移(metastasis)是个极为复杂的过程。首先,转移性癌细胞必须从原发灶脱离出来,然后穿越血管壁,进入血流或淋巴液,此时要逃逸机体细胞免疫与体液免疫的攻击,然后穿出血管,到达靶细胞定居下来,接着增殖而形成继发瘤灶。因此痛细胞侵袭和转移与多种因子有关。事实上,这些都有其分子基础。近年来有关肿瘤转移与侵袭分子生物学研究进展很快,内容丰富。本文就癌细胞转移的分子生物学作一简要综述,包括癌基因、抑癌基因、肿瘤转移相关基因、肿瘤转移抑制基因在侵袭和转移过程中的作用     

琼脂在肝细胞聚集体培养中的应用

新分离的大鼠肝细胞在体外培养的过程中形成聚集体是一种很重要的现象,它对于人工肝支持系统的构建有重要意义。聚集体中的肝细胞可以保持较高的特异生理活性。采用琼脂作为细胞外基质包被细胞培养板,可以有效地促使肝细胞在无血清的培养基中形成聚集体。结果表明,该办法简单有效,聚集体中的肝细胞的特异性功能如尿素合成、白蛋白分泌等活性均高于单层贴壁生长的肝细胞。     

癌转移机理

了解恶性瘤细胞如何从原发肿瘤扩散到其他部位形成继发肿瘤,是癌研究的主要目标之一。尽管对原发肿瘤的手术及辅助治疗的进展,大多数病人仍死于转移。过去几年里,许多实验室研究了肿瘤细胞的性质和转移机理,并提出了一些观点。转移过程转移是一种由不相连的癌引起的瘤性损害。能产生转移是恶性瘤细胞的一个特征,但恶性不是所有瘤细胞的特征,缺乏侵袭和转移能力的瘤细胞是良性的。这种分类在讨论转移时是很明确的,但文献中应用“恶性”的术语在增多,错误地把它作为“瘤性”或“致瘤的”同义词,也常看到刊物中提到体外的细胞“恶性转化”,其实在这些情况下未做体内是否     

转基因肝星状细胞定向诱导骨髓Thy-1+β2M-细胞向肝细胞分化

体内移植研究表明, 骨髓来源的干细胞具有向成熟的肝细胞分化的能力. 然而, 成体干细胞向肝细胞诱导分化的效率、分化细胞的功能状态、微环境对细胞分化的影响等均存在许多疑问. 以高效、稳定表达肝细胞生长因子的肝星状细胞株CFSC/HGF作为饲养细胞, 成功地将大鼠骨髓来源的Thy-1⁺β₂M^-细胞(bone marrow derived Thy-1⁺β₂M^-cells, BDTCs)诱导为肝细胞, 经RT-PCR和免疫荧光化学检测证实, 该条件下诱导后的BDTCs表达幼稚或成熟肝细胞特异性的基因, 分化细胞具有成熟肝细胞特有的靛青绿摄取排泌、氨基代谢和白蛋白分泌的功能, 提示肝细胞生长因子、肝脏非实质细胞及其产生的细胞外基质为骨髓干细胞向肝细胞分化提供了适宜的微环境. 这为以骨髓干细胞为基础的再生医学在终末期肝病治疗中的应用提供了理论和技术上的支持.     

转基因肝星状细胞定向诱导骨髓Thy-1^＋β2M^-1细胞向肝细胞分化

体内移植研究表明，骨髓来源的干细胞具有向成熟的肝细胞分化的能力。然而，成体干细胞向肝细胞诱导分化的效率、分化细胞的功能状态、微环境对细胞分化的影响等均存在许多疑问．以高效、稳定表达肝细胞生长因子的肝星状细胞株CFSC／HGF作为饲养细胞，成功地将大鼠骨髓来源的Thy-1^ β2M^-1细胞(bone marrow derivedThy-1^ β2M^-1 ceils，BDTCs)诱导为肝细胞，经RT-PCR和免疫荧光化学检测证实，该条件下诱导后的BDTCs表达幼稚或成熟肝细胞特异性的基因，分化细胞具有成熟肝细胞特有的靛青绿摄取排泌、氨基代谢和白蛋白分泌的功能，提示肝细胞生长因子、肝脏非实质细胞及其产生的细胞外基质为骨髓干细胞向肝细胞分化提供了适宜的微环境。这为以骨髓干细胞为基础的再生医学在终末期肝病治疗中的应用提供了理论和技术上的支持。     

中药及其活性成分对肿瘤相关调节性T细胞抑制作用研究

尽管只占外周CD4T淋巴细胞的10%,调节性T细胞(CD4~+ Foxp~(3+) regulatory T cells,Treg细胞)却是免疫系统不可缺少的重要组成部分,因为该群细胞对维持免疫系统内环境稳定及防止自身免疫反应至为关键。在肿瘤患者,Treg细胞大量积聚于肿瘤微环境中,强烈抑制机体对肿瘤的保护性免疫监视和对肿瘤的免疫反应,从而帮助肿瘤细胞发生免疫逃逸,促进肿瘤的发生和发展。目前的研究表明,中药可以通过减少Treg细胞的数量或比例、抑制Treg细胞的功能和相关细胞因子的产生以及转录因子的表达,从而抑制肿瘤的生长和转移。文章通过对有关文献的综述和分析,详细介绍了中药对肿瘤相关Treg细胞的作用及机制。     

实体瘤细胞中低氧诱导因子-1蛋白的活性调控

实体肿瘤内部广泛存在着缺氧现象, 缺氧与肿瘤的远处转移、不良预后以及放化疗的耐受性关系密切. 低氧诱导因子-1 (HIF-1)在细胞缺氧信号途径中处于核心位置, 它能增强细胞在缺氧环境下的生存能力, 促进血管的增生及肿瘤的恶性转化. HIF-1所起的核心作用使其成为治疗人类恶性肿瘤时一个非常好的靶点. HIF-1在体内的调控途径异常复杂, 主要有氧浓度、葡萄糖代谢途径、原癌基因和抑癌基因的突变、PI3K-MAPK-mTOR通路、自由基以及抗氧化剂等, 其中研究最透彻的是氧浓度的调节. 而近年来自由基、DNA的突变以及葡萄糖代谢的调节成为研究的热点. 本文将围绕近年来这几方面的研究进展进行一个综合的回顾, 这将有助于针对HIF-1这一重要靶点进行抗肿瘤药物的研究.     

循环肿瘤细胞与肿瘤精准医学

循环肿瘤细胞(circulating tumor cells, CTCs) 于1869年被发现和首次报道,但其临床意义尚未得到充分认识。最近20多年来,伴随生命医学研究和技术的快速进展,CTCs的生物学研究日益系统深入,在肿瘤精准和个体化医学中开始展示巨大的应用潜力。为此,文章首先介绍和综述CTCs的基本生物学,包括CTCs和CTC簇的产生、迁移散播、异质性及其与肿瘤进展和转移的关系,而后着重论述循环肿瘤细胞的分离、纯化方法学的原理、技术进展和流程,并综述分离纯化后的分子检测与分析,最后简述和展望CTCs相关技术在肿瘤精准与个体化医疗中的潜在应用。     

循环肿瘤细胞捕获微纳技术

循环肿瘤细胞被认为是肿瘤转移的一个重要因素，其精确检测对监控患者病情、治疗效果以及预测预后具有重要的临床指导意义。然而，由于在外周血中的循环肿瘤细胞个数极少，对它的检测要求使用高特异性、高灵敏度的快速检测技术。近些年纳米技术的发展为循环肿瘤细胞的检测提供了新的机遇。文章综述了近年来循环肿瘤细胞分离与检测技术的研究进展，重点介绍了纳米材料、微流控技术在循环肿瘤细胞捕获中发挥的重要性。     

功能化氧化石墨烯的靶向肿瘤成像与光热治疗

整合素α_vβ₃是一种跨膜糖蛋白, 高表达于多种肿瘤细胞表面, 如人恶性胶质瘤(U87-MG). 它能够作为一类肿瘤标志物, 为肿瘤类型的诊断提供依据, 并为肿瘤治疗提供潜在作用靶点. 本文以人恶性胶质瘤细胞(U87-MG)为治疗模型, 利用靶向配体——整合素α_vβ₃单克隆抗体(integrin α_vβ₃ monoclonal antibody), 偶联新型纳米材料——氧化石墨烯(nano-graphene oxide, NGO), 构建成一种新型纳米探针(NGO-mAb-FITC)用于靶向成像及光热治疗. 这种纳米探针具有主动靶向功能, 可识别α_vβ₃阳性表达细胞U87-MG, 但不被α_vβ₃阴性表达的人乳腺癌细胞(MCF-7)摄取. 通过异硫氰酸荧光素(FITC)共价修饰靶向配体, 使纳米探针(NGO-mAb-FITC)获得对肿瘤细胞的靶向成像作用. 同时, 利用氧化石墨烯在808 nm近红外激光照射下的光热转化性能, 使得特异性摄取NGO-mAb-FITC纳米探针的肿瘤细胞内部产生过高热(hyperthermia), 从而诱导肿瘤细胞热损伤及细胞凋亡. 实验结果表明, NGO-mAb-FITC能有效识别靶细胞, 为肿瘤诊断提供依据, 而利用氧化石墨烯的高光热转换性能, 为肿瘤治疗提供新途径, 并有望成为一种有潜力的新型靶向光热转换探针而用于肿瘤的成像诊断与光热治疗.     

转录因子BACH1的研究进展

转录因子BTB-CNC同源体1(BACH1)在大多数哺乳动物组织中广泛表达，在氧化应激、细胞周期、血红素稳态、炎症和免疫等方面起到关键的调节作用。近年来关于BACH1在心血管疾病、干细胞多能性维持和肿瘤等方面作用的研究有了突破性的进展。全基因组关联研究提示BACH1与心血管疾病密切相关。BACH1参与缺血性疾病后血管新生、高血压、动脉粥样硬化等多种心血管疾病的发生和发展。BACH1是维持干细胞干性和中内胚层分化过程中的关键因子。BACH1通过重编程肿瘤代谢以及改变上皮 间充质转化表型，促进肿瘤增殖转移，同时可能通过铁死亡抑制肿瘤生长，在肿瘤中有双重功能。BACH1作为一个转录因子，有调控自身表达的能力，并且对下游靶基因具有转录激活和转录抑制作用。细胞表型和状态的不同、体内环境以及共调节因子的招募均会对BACH1的转录产生影响。文章对BACH1研究进展进行综述。     

巨噬细胞及其表达和分泌产物在类风湿性关节炎发病中的作用

巨噬细胞分化自外周血单核细胞,二者在类风湿性关节炎（rheumatoid arthritis, RA）的发病过程中起着关键性的作用。这些细胞参与了炎症的启动和维持、白细胞的黏附和迁移、基质的降解和血管新生。巨噬细胞表达黏附分子、趋化因子受体（chemokine receptor,CR）和其他表面抗原;它们还分泌趋化因子、细胞因子、生长因子、蛋白酶和其他介质。这些炎症介质是关节炎中炎症和血管新生发生的重要病理机制。近年来,巨噬细胞移动抑制因子（macrophage migration inhibitory factor, MIF）受到研究者们的广泛关注,这种细胞因子可由包括巨噬细胞在内的多种细胞产生,它反过来可以促进巨噬细胞的活化和细胞因子的产生;同时,它可以调节机体对糖皮质激素的敏感性;并且将类风湿性关节炎与动脉粥样硬化等炎症疾病联系在一起。在类风湿性关节炎发病过程中,巨噬细胞还可以产生多种蛋白酶（如组织蛋白酶G,cathepsin G）,这些蛋白酶促进了炎症和血管新生的发生。鉴于巨噬细胞及其表达和分泌产物在类风湿关节炎致病机理中具有关键性作用,它们已成为治疗类风湿性关节炎的一个理想靶点。     

miRNA:除了抑制,它还有激活功能

早在1993年,美国科学家维克托·安博斯在线虫中发现了第一个miRNA(微小RNA,长度约21~23个核苷酸的内源性非编码单链RNA)。由于其研究的超前性,该结果并未得到广泛关注与认可,并与诺贝尔科学奖失之交臂。至今miRNA的研究已有20多个年头,其功能涉及参与肿瘤细胞的增殖、迁移与侵袭等种种生物学行为。因此,研究miRNA的调控机制对肿瘤临床诊断和治疗具有重要的理论意义和应用价值。传统意义上认为miRNA在细胞浆中通过结合靶基因3’UTR抑制翻译或降解m RNA进而发挥负向调控作用。然而,这很难解释许多位于细胞核内的miRNA的作用机制。近期的研究发现存在核内的miRNA通过结合增强子起到激活基因表达的作用,命名为NamiRNA(nuclear activating miRNA)。那么miRNA的细胞定位是否会影响miRNA的功能呢?定位于细胞核内的miRNA到底与胞浆中的miRNA有何不同呢?     

给DNA甲基化检测装上GPS，看肿瘤细胞如何变花样

DNA甲基化对于细胞的正常生长和增殖非常关键,其异常可能导致一系列疾病,包括癌症,因此全基因组DNA甲基化的检测对于疾病的诊断和治疗具有重要意义。文章介绍了复旦大学于文强课题组研发的全基因组DNA甲基化检测方法"导向定位测序(guide positioning sequencing, GPS)"。相比于通用的WGBS(whole-genome bisulfite sequencing),GPS具有精确性高、比对率高、检测成本低、没有序列偏好性,可同时检测表观基因组和基因组学变异等优势。利用GPS对肝癌细胞和组织进行检测和分析,我们揭示了基于DNA甲基化调控的肿瘤转移的"同化共生"新机制。