ALA-mPDT诱导人直肠癌细胞凋亡及自噬的研究

作者：石霞飞; 金文东; 吴洪军; 阴慧娟; 李迎新

来源：中国激光医学杂志, 2018, 27(02): 73.

• 人直肠癌
• 肿瘤组织
• 肿瘤生长
• TUNEL
• 细胞凋亡
• PDT
• ALA-mPDT

目的:研究5-氨基乙酰丙酸(5-ALA),小剂量光动力疗法(metronomic photodynamic therapy,m PDT)在体内外对人直肠癌细胞的杀伤作用,进一步探索其杀伤机制,以拓展其临床应用。方法:(1)体外实验。以人结直肠癌细胞系SW837为实验对象,使用不同ALA浓度(0.125、0.25、0.5、1、2 m M)、不同功率密度(0.2、0.4、0.8 m W/cm2)、不同能量密度(2.5、5J/cm2)的m PDT进行处理,通过MTT分析方法检测细胞的相对存活率,以相同剂量条件下的a PDT为对照;Annexin VFITC/PI双染法检测处理后细胞不同时期的凋亡率;AdGFP-LC3B试剂盒检测处理后细胞不同时期的自噬;透射电镜检测处理后3 h和12 h的细胞超微结构。(2)在体实验。建立兔原位直肠癌模型,核磁检测肿瘤生长至1 cm3左右时进行m PDT处理。其中ALA以栓剂形式给药(ALA 150 mg,氮酮15 mg,36型半合成脂肪酸甘油酯635 mg),光源为635nm的LED直肠栓光源,功率密度为20 m W/cm2。动物随机分为对照组(单纯光敏剂组)和m PDT作用组。m PDT后第7天和第14天分别用核磁检测肿瘤生长情况,并于第14天检测后处死动物取肿瘤组织,组织切片,HE染色观察其形态,TUNEL染色观察细胞凋亡。结果:(1)相比a PDT,ALA-m PDT引起更高的细胞死亡、凋亡和自噬。m PDT和a PDT(5 J/cm2)处理后3、6、12、24 h的细胞存活率分别是:35.2%、32.4%、27.6%、31.6%vs.85.7%、71.1%、67.8%、42.1%;相应的凋亡率分别是43.2%、47.3%、54.7%、50.3%vs.14.6%、17.6%、27.1%、53.2%。m PDT处理后3 h,细胞自噬达到峰值(20%),a PDT处理后3 h和12 h时,分别出现相对小的自噬峰(自噬率为14.1%和15.8%)。TEM结果显示,m PDT处理后3 h,细胞内即出现大量晚期自噬体,而a PDT处理后3～12 h,则主要是早期自噬体。(2)在体实验中,m PDT组的总体有效率是60%,在m PDT后的第7天,肿瘤体积降低到50%左右,在第14天时几乎消除。HE染色结果显示,只有6.16%的肿瘤组织在m PDT治疗后仍然保留;TUNEL染色结显示,m PDT处理后细胞凋亡率为18.9%。结论:体外和在体实验均显示ALA-m PDT对直肠癌细胞有明显的抑制作用。相比a PDT,m PDT通过细胞凋亡和自噬机制引起更严重、更早的细胞死亡,表明m PDT在人直肠癌的临床治疗中可能成为一种新的优于a PDT的选择。

• 出版日期2018
• 单位中国医学科学院北京协和医学院; 天津工业大学