皮秒脈沖電場(chǎng)對(duì)宮頸癌血管生成的影響及機(jī)制的體外實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、脈沖電場(chǎng)(pulsed electric field, PEF)是近年來新出現(xiàn)的一種微創(chuàng)、可消融腫瘤的技術(shù)，利用脈沖波不僅可以直接導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生腫脹破裂，同時(shí)可引發(fā)細(xì)胞發(fā)生凋亡。而其最新的研究進(jìn)展發(fā)現(xiàn)，當(dāng)脈沖波的脈寬降低至皮秒時(shí)，可使用特殊構(gòu)建的、能夠發(fā)射超寬帶沖擊脈沖的輻射天線實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)聚焦，即皮秒脈沖電場(chǎng)(picosecond pulse electric field, psPEF)。因此，皮秒脈沖電場(chǎng)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域特別是腫瘤治療方面，

2、受到了人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注和研究。
　　在腫瘤生長(zhǎng)、發(fā)展和轉(zhuǎn)移的過程中，血管的作用是至關(guān)重要的。當(dāng)現(xiàn)有血管無法滿足腫瘤生長(zhǎng)所需時(shí)，腫瘤會(huì)產(chǎn)生血管生成相關(guān)因子，形成新生血管。腫瘤中血管的形成包括內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、定向遷移、管腔形成等復(fù)雜過程，同時(shí)，血管生成促進(jìn)因子和抑制因子之間的平衡可精密調(diào)控腫瘤血管形成。目前研究發(fā)現(xiàn)，血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子VEGF和缺氧誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子HIF1α是血管形成的重要促進(jìn)因素。
　　本課題組前期研究表明，皮秒脈

3、沖電場(chǎng)對(duì)人宮頸癌HeLa細(xì)胞有抑制生長(zhǎng)和誘導(dǎo)其發(fā)生凋亡的作用，然而，其對(duì)腫瘤血管生成的影響尚未見有相關(guān)報(bào)道。為探討皮秒脈沖電場(chǎng)對(duì)腫瘤及其周圍血管的影響，本實(shí)驗(yàn)以人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（HUVEC）和人宮頸癌HeLa細(xì)胞為研究對(duì)象，以低、中、高場(chǎng)強(qiáng)的皮秒脈沖(200kv/cm、400kv/cm、600kv/cm)為處理方式，應(yīng)用CCK-8法、Transwell小室法、劃痕實(shí)驗(yàn)、管腔形成實(shí)驗(yàn)、流式細(xì)胞計(jì)數(shù)法檢測(cè)皮秒脈沖電場(chǎng)處理后對(duì)HUVEC增殖、

4、遷移、管腔形成、周期及凋亡的影響；利用Real-time PCR、Western Blot在分子層面上探討皮秒脈沖電場(chǎng)作用HeLa細(xì)胞后其血管生成相關(guān)因子mRNA及蛋白表達(dá)水平的變化。探討皮秒脈沖電場(chǎng)對(duì)宮頸癌血管生成的影響及可能的分子機(jī)制，為后續(xù)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)提供科學(xué)依據(jù)。
　　第一部分皮秒脈沖電場(chǎng)對(duì)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞生物學(xué)行為的影響
　　目的：探討皮秒脈沖電場(chǎng)對(duì)HUVEC細(xì)胞增殖、遷移、管腔形成、周期及凋亡的影響
　　方法

5、：將 HUVEC細(xì)胞分為四個(gè)組：對(duì)照組和低、中、高場(chǎng)強(qiáng)即200kV/cm,400kV/cm,600kV/cm作用的實(shí)驗(yàn)組。皮秒脈沖電場(chǎng)的參數(shù)為：固定脈寬800ps，頻率3Hz，脈沖個(gè)數(shù)2000個(gè)。在皮秒脈沖電場(chǎng)處理HUVEC細(xì)胞后2h、4h、6h、8h、10h、12h、14h、16 h，CCK-8法檢測(cè)皮秒脈沖電場(chǎng)對(duì)HUVEC細(xì)胞生長(zhǎng)的影響；采用劃痕試驗(yàn)及Transwell小室法觀察皮秒脈沖電場(chǎng)對(duì)HUVEC細(xì)胞遷移率的影響；管腔形成實(shí)驗(yàn)

6、觀察HUVEC細(xì)胞血管管腔形成的變化；流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)皮秒脈沖電場(chǎng)對(duì)HUVEC細(xì)胞周期及凋亡的作用。
　　結(jié)果：皮秒脈沖電場(chǎng)處理HUVEC后，隨著場(chǎng)強(qiáng)的增加，細(xì)胞死亡率上升，生長(zhǎng)受到抑制，12h時(shí)抑制率最為顯著；皮秒脈沖電場(chǎng)可明顯抑制HUVEC細(xì)胞的遷移能力和血管管腔形成；皮秒脈沖電場(chǎng)可將HUVEC阻滯于G2/M期,同時(shí)HUVEC凋亡細(xì)胞數(shù)增多。
　　結(jié)論：皮秒脈沖電場(chǎng)可抑制HUVEC細(xì)胞增殖、遷移和管腔形成，并阻滯細(xì)胞周期于

7、G2/M期，促進(jìn)其凋亡。
　　第二部分皮秒脈沖電場(chǎng)對(duì)人宮頸癌HeLa細(xì)胞產(chǎn)生血管生成相關(guān)因子的影響
　　目的：探討皮秒脈沖電場(chǎng)對(duì)人宮頸癌HeLa細(xì)胞產(chǎn)生血管生成相關(guān)因子的影響。
　　方法：將 HeLa細(xì)胞分為四個(gè)組：對(duì)照組和低、中、高場(chǎng)強(qiáng)即200kV/cm,400kV/cm,600kV/cm作用的實(shí)驗(yàn)組。皮秒脈沖電場(chǎng)的參數(shù)為：固定脈寬800ps，頻率3Hz，脈沖個(gè)數(shù)2000個(gè)。在皮秒脈沖電場(chǎng)處理HeLa細(xì)胞后在37℃，