陡脈沖抗腫瘤效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究和機(jī)理分析.pdf

1、癌癥是威脅人類生命的主要疾病，人們對腫瘤療法的研究不僅限于對腫瘤組織的殺傷和抑制作用，在抗腫瘤血管效應(yīng)、淋巴管效應(yīng)、免疫效應(yīng)和誘導(dǎo)凋亡效應(yīng)等方面也開展著深入的研究。 陡脈沖療法是本課題組開創(chuàng)的一種新的癌癥物理治療方法，在大量的離體、細(xì)胞和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中已證實(shí)對腫瘤組織的有效殺傷和抑制作用。本文完成了上述四大效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究，觀察到：(1)陡脈沖可破壞腫瘤營養(yǎng)血管和毛細(xì)淋巴管，使其栓塞、凝固性壞死，并下調(diào)血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子VEGF-A

2、和促淋巴管再生因子VEGF-C的水平，具有抗血管和淋巴管再生的作用，從而減少了殘留、存活的腫瘤細(xì)胞經(jīng)淋巴管途徑轉(zhuǎn)移到其他部位的可能性，防止腫瘤增生和轉(zhuǎn)移。(2)陡脈沖能明顯增強(qiáng)大鼠脾淋巴細(xì)胞的增殖反應(yīng)和NK細(xì)胞的活性。具有活化巨噬細(xì)胞，增強(qiáng)其細(xì)胞毒功能并促進(jìn)其分泌白細(xì)胞介素IL-4、IFN-γ和腫瘤壞死因子TNF-α的作用。導(dǎo)致脾淋巴細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子的活性增強(qiáng)，誘導(dǎo)荷瘤宿主體內(nèi)的免疫應(yīng)答，有助于提高機(jī)體的免疫功能。(3)陡脈沖能抑制細(xì)胞

3、增殖，改變細(xì)胞周期，下調(diào)Bcl-2/Bax表達(dá)的比值，造成細(xì)胞器內(nèi)促凋亡因子的釋放，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。 同時(shí)，本文深入分析陡脈沖對腫瘤細(xì)胞的殺傷和誘導(dǎo)凋亡的機(jī)制。(1)借助ANASYS電磁場分析軟件，用有限元方法仿真計(jì)算陡脈沖在均勻介質(zhì)中的電場強(qiáng)度分布，并與大白兔肝臟實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，確定能有效殺傷腫瘤組織的電極尺寸和間距、陣列布置方式、脈沖峰值等因素，尋找兔肝組織不可逆性電擊穿的電場強(qiáng)度閾值，最終有效控制陡脈沖的殺傷范圍，實(shí)現(xiàn)最佳療效。

4、(2)建立單細(xì)胞模型，推導(dǎo)陡脈沖電場作用下單細(xì)胞極點(diǎn)處的跨膜電位，明確跨膜電位按指數(shù)衰減的變化規(guī)律；分析了脈沖寬度與跨膜電位的關(guān)系，以及電穿孔過程中細(xì)胞膜電導(dǎo)率和細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化對跨膜電位的影響，分析陡脈沖導(dǎo)致細(xì)胞不可逆性電擊穿的機(jī)制。(3)通過傅立葉頻譜分析，推證陡脈沖波形的選擇依據(jù)。證實(shí)陡脈沖強(qiáng)化超高頻效應(yīng)，有可能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，從而防止細(xì)胞膜破損后細(xì)胞器游離，引起腫瘤轉(zhuǎn)移或復(fù)發(fā)；而且脈寬越窄，超高頻殺傷效應(yīng)越強(qiáng)，為脈沖特征參數(shù)的選擇提供