納米氧化石墨烯與TGF-β1對腫瘤上皮—間質細胞轉移(EMT)的影響及其機制的研究.pdf

1、在材料研究領域，隨著對碳納米材料的不斷深入研究，特別是自2004年石墨烯首次被發(fā)現(xiàn)以來，它已逐漸成為材料科學界的“超級明星”。二維碳材料結構的石墨烯及其衍生物，由于其擁有獨特的物理化學性質，具有超高的疏水表面、較佳的表面修飾和獨特的光學性質，目前已經(jīng)被廣泛的應用于生物醫(yī)學、電子器件和復合材料等研究領域，例如在生物傳感器、生物成像、光敏劑與基因輸送載體、疏水抗腫瘤藥物、光熱治療腫瘤、抗菌材料和組織功能材料等領域均具有非常好的應用前景。

2、r>　　這幾年來，生物技術與各學科的交叉研究，特別是材料生物學的不斷深入研究，在生物醫(yī)藥、食品健康、能源環(huán)境和航空航天、信息產(chǎn)業(yè)等眾多技術領域帶來了巨大影響。當納米材料和技術越來越多的應用于各個領域時，隨之而來也會帶來未知的影響，這就要求我們不能只注重于納米材料給我們生活帶來的有益效應，也要考慮到它可能會帶來的環(huán)境和健康方面的潛在影響，特別是納米材料引起的生物相容性和對機體相關的生理病理學上的影響。
　　其中一個重要的生理病理學上

3、的影響就是腫瘤的轉移侵潤—上皮間質細胞轉化(Epithelial—Mesenchymaltransition，EMT)，這種過程的發(fā)生是具有極性的上皮細胞轉換成為具有遷移能力的間質細胞并獲得侵襲和遷移能力，它存在于人體多個生理和病理過程中。很多研究表明EMT與腫瘤細胞的侵襲和轉移有著密切的關系，我們采用材料界的“明星材料”—石墨烯為研究對象，研究其對細胞EMT的作用影響，從而為今后材料修飾載藥等提供靶向輸送可能性，同時對其可能引起的腫瘤

4、機制的研究，為抑制腫瘤轉移提供新的治療方法。
　　本文重點研究了小尺寸粒徑比（100nm左右）的納米氧化石墨烯(Grapheneoxide，NGO，GO)與上皮細胞系的直接作用觀察其是否引起上皮-間質細胞轉化(Epithelial-mesenchymaltransition，EMT)，以及可能對細胞生長轉化因子TGF-β1誘導的腫瘤上皮-間質細胞轉化的發(fā)生的參與作用。擬用小鼠乳腺上皮細胞(NMuMG)為主要研究對象，探究未經(jīng)修飾納

5、米氧化石墨烯(NGO)對上皮細胞系直接和間接作用帶來的影響，觀察石墨烯對細胞毒性效應和誘導其EMT過程的發(fā)生，以期為石墨烯的生物效應機制提供一定的理論基礎。
　　(1)選用納米氧化石墨烯和多種上皮細胞系，應用濃度梯度(0、5、10、15、20和40μg/ml)和不同時間(24、48和96h)進行處理，篩選低毒性有效作用的劑量和時間和在形態(tài)觀察發(fā)生明顯效應的細胞系。我們通過使用TGF-β1誘導建立EMT模型，最后我們篩選出對GO和T

6、GF-β1產(chǎn)生較明顯生物效應的細胞系為小鼠乳腺上皮細胞(NMuMG)。
　　(2)分組情況:對照組、石墨烯處理組、TGF-β1組、石墨烯和TGF-β1共同處理組，分別在形態(tài)學和細胞遷移能力檢測，處理24h和48h后，經(jīng)TGF-β1單獨處理的細胞均出現(xiàn)一定的形態(tài)學變化，向紡錘樣間質細胞的形態(tài)演變，并且遷移能力最強，表現(xiàn)為典型的EMT。而GO單獨處理組的細胞并沒有發(fā)生形態(tài)變化，愈合能力較弱;在用TGF-β1和GO共同處理后，只有極少數(shù)

7、發(fā)生纖維化現(xiàn)象，我們初步可以得出氧化石墨烯對TGF-β1誘導的細胞纖維化功能起到了一定的抑制作用。
　　(3)運用Real-timePCR和Westernblot技術，分別在基因表達水平和蛋白水平檢測。最后發(fā)現(xiàn)，NMuMG細胞經(jīng)TGF-β1誘導培養(yǎng)后，上皮細胞標志物E-cadherin的表達降低，而間質標志物FN的表達增加，此結果同樣提示經(jīng)TGF-β1誘導后，細胞內(nèi)EMT過程的發(fā)生。然而在加入氧化石墨烯后，我們觀察到，經(jīng)TGF-β