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目的:
1、合成2-脱氧葡萄糖(2-DG)标记的氧化铁纳米粒(γ-Fe2O3@DMSA-DGNPs),并对纳米粒理化性质进行表征。
2、探讨γ-Fe2O3@DMSA-DG靶向葡萄糖代谢水平有明显差异的乳腺癌细胞和乳腺成纤维母细胞吸收差异
方法:
1、通过酯化反应将2-DG表面的氨基和γ-Fe2O3@DMSA表面的羧基进行连接。应用透射电子显微镜测量纳米粒的粒径大小和形态,光子相关波谱测量流体直径和分布,电位分析仪测量电位,振动探针式磁强计评价磁学性质及通过红外光谱检测仪确证2-DG是否成功标记在γ-Fe2O3@DMSANPs表面。
2、采用葡萄糖氧化酶法测定乳腺癌MDA-MB-231细胞和乳腺成纤维母细胞与各自培养液孵育前和孵育24h后的葡萄糖含量,评价细胞的代谢水平。
3、将γ-Fe2O3@DMSA-DG,γ-Fe2O3@DMSA及在4.5g/L游离D-葡萄糖竞争抑制下的γ-Fe2O3@DMSA-DG分别与高代谢水平乳腺癌MDA-MB-231细胞及正常代谢乳腺纤维母细胞株孵育10min、30min、1h、2h后,采用普鲁士蓝染色定性、比色法定量研究细胞株的靶向性吸收情况和MRI观察T2WI信号强度和T2值变化。
结果:
1、γ-Fe2O3@DMSANPs表面成功标记2-DG;γ-Fe2O3@DMSA和γ-Fe2O3@DMSA-DGNPs均呈球形、平均粒径均约为10nm、平均流体力学直径(包括纳米粒聚集粒径和表明水层)分别是(154.6±28.3)nm和(156.2±28.2)nm、饱和磁化强度为48.95emu/g和49.67emu/g,没有剩磁和矫顽力、(ζ)电位两者分别为(-21.76±0.80)mV和(-10.22±0.81)mV、红外光谱图显示γ-Fe2O3@DMSA-DGNPs特征性的C-N伸缩振动峰(1107cm-1),表明2-DG成功标记到γ-Fe2O3@DMSANPs的表面。
2、乳腺癌MDA-MB-231细胞葡萄糖代谢水平为(894.86±12.12)ug/L,而乳腺成纤维母细胞株的葡糖糖代谢水平为(204.34±18.92)ug/L,两细胞株葡萄糖代谢水平间比较差异有统计学意义(P<0.05)。
3、普鲁士蓝染色结果显示乳腺癌细胞γ-Fe2O3@DMSA-DG组铁吸收量均多于同时间点γ-Fe2O3@DMSANPs组,在4.5g/L游离D-葡萄糖的竞争下,乳腺癌细胞对γ-Fe2O3@DMSA-DGNPs吸收呈明显的抑制作用,铁吸收量明显减少。比色法定量检测也显示在不同时间点乳腺癌细胞对γ-Fe2O3@DMSA-DGNPs的吸收量均明显大于对γ-Fe2O3@DMSANPs的吸收量,两者在各时间点比较差异均有统计学意义(P<0.05)。在游离D-葡萄糖的竞争下,γ-Fe2O3@DMSA-DGNPs吸收明显减少。γ-Fe2O3@DMSA-DGNPs与乳腺癌MDA-MB-231细胞孵育后,MRI信号在T2WI上均呈现不同程度的低信号,而γ-Fe2O3@DMSANPs和在4.5g/L游离D-葡萄糖的竞争下的γ-Fe2O3@DMSA-DGNPs孵育乳腺癌细胞后,T2WI信号降低不明显。正常乳腺成纤维母细胞与γ-Fe2O3@DMSA-DGNPs、γ-Fe2O3@DMSANPs及4.5g/L游离D-葡萄糖的竞争下的γ-Fe2O3@DMSA-DGNPs孵育后吸收不明显且没有明显的差异。
结论:
1、2-DG能成功标记在γ-Fe2O3@DMSANPs表面。
2、γ-Fe2O3@DMSA-DGNPs能被乳腺癌细胞靶向吸收,而不能被乳腺成纤维母细胞吸收,γ-Fe2O3@DMSA-DGNPs可以作为一种高代谢恶性肿瘤的靶向磁共振对比剂以进一步深入研究。