阿霉素纳米粒对颅内移植G422小鼠的化疗实验研究
[摘要]目的：观察阿霉素纳米粒对颅内移植G422胶质母细胞瘤小鼠化疗后的生存期变化及病理改变，评估阿霉素纳米粒对胶质母细胞瘤的化疗效果。方法：将G422胶质母细胞瘤细胞移植入86只昆明小鼠脑白质中建模，然后随机分为6组，分别是大剂量阿霉素纳米粒（3×2.5mg・kg—1）、中剂量阿霉素纳米粒（3×1.5mg・kg—1）、小剂量阿霉素纳米粒（3×1.0mg・kg—1）、空白纳米粒（3×2.5mg・kg—1）、阿霉素生理盐水（3×2.5 mg・kg—1）和不予任何治疗的控制组。移植后第2、5、8天由尾静脉给药。肿瘤移植后第10天进行流式细胞仪、组织病理学检查。结果：与同等剂量的阿霉素生理盐水组相比，大剂量阿霉素纳米粒组生存期显著延长。各个剂量的阿霉素纳米粒组化疗效果与剂量呈正相关。组织病理学检查证实大剂量阿霉素纳米粒组肿瘤体积最小，肿瘤边缘清楚，未发现肿瘤细胞浸润，而阿霉素生理盐水组的脑肿瘤边缘不清楚，肿瘤呈浸润性生长。结论：阿霉素纳米粒可以作为治疗人类胶质母细胞瘤潜在的化疗药物。
恶性脑肿瘤，尤其是胶质母细胞瘤（GBM）预后很差，手术、放疗、化疗等综合治疗后患者平均生存期不足1年。阻碍化疗药物发挥效果的主要障碍是血脑屏障，其他还有脑微血管内皮细胞及部分脑肿瘤细胞表达的糖蛋白P等。恶性胶质瘤具有生长迅速、弥漫性生长、广泛性脑水肿和形成新生的肿瘤血管等生物学行为特点。新生的肿瘤血管对包括大多数药物在内的大分子有高度通透性，但是这种新生的肿瘤血管是局部的，仅限于肿瘤中心，在肿瘤生长最活跃的边缘却依然是绝大多数化疗药物不能通过的完整血脑屏障。国外研究证明载药纳米粒可以借助脑血管内皮细胞表面的LDL受体转运通过完整的血脑屏障，并能逆转糖蛋白P导致的多重耐药性。体外实验证明阿霉素对恶性胶质瘤有效，然而由于阿霉素不能通过完整的血脑屏障，并且容易被糖蛋白P泵出脑组织，所以阿霉素不能充分发挥治疗恶性胶质瘤的效果。本实验考察了阿霉素纳米粒对小鼠胶质母细胞瘤模型治疗的效果并比较了其与同等剂量阿霉素生理盐水的化疗疗效。
1 材料和方法。
1.1 材料纳米粒由东南大学生物医学工程系纳米技术与纳米材料实验室张宇教授惠赠，阿霉素由东南大学附属中大医院提供；阿霉素纳米粒及空白纳米粒由东南大学生物医学工程系纳米技术与纳米材料实验室制作。阿霉素纳米粒的直径和形态在东南大学基础医学院电镜室用透射显微镜观察。一滴纳米悬浮液放在网格覆有聚乙烯醇缩甲醛碳的铜网上室温下孵育1.5min，移除多余液体后样本用2％醋酸双氧铀阴性染色，再用透射电镜检查网格。1.2 肿瘤模型G422皮下荷瘤鼠由北京市神经外科研究所提供。昆明小鼠86只，雌雄各半，体重18~22g，由东南大学医学院实验动物中心提供。脱颈处死G422皮下荷瘤鼠，放入75％酒精中浸泡1~2min，在超净工作台内无菌切取皮下移植10d的瘤组织，放入盛有DHanks液的培养皿中。剪除瘤组织中坏死及出血部分后将瘤组织放入玻璃组织匀浆器中，加入1ml DHanks液进行彻底研磨后经80目铜网过滤，1000r・min—1离心5min后得到瘤细胞沉渣，加入1ml DHanks液吹打成瘤细胞悬液,用苔盼蓝染色计数后调制成浓度为4×106ml—1的瘤细胞悬液。参照文献所述方法[1]使用乙醚麻醉小鼠，用微量注射器刺穿小鼠右顶骨，进针3mm，刺入右侧大脑半球脑白质，每只注入瘤细胞悬液3μl，即每只1.2×104个瘤细胞，共接种86只昆明小鼠。
1.3 药物治疗荷瘤小鼠随机分为6组，分别为接受大剂量阿霉素纳米粒（3×2.5mg・kg—1）、中剂量阿霉素纳米粒（3×1.5mg・kg—1）、小剂量阿霉素纳米粒（3×1.0mg・kg—1）、空白纳米粒（3×2.5mg・kg—1）、阿霉素生理盐水（3×2.5 mg・kg－1）和不予任何治疗的控制组。上述药物通过尾静脉在移植后第2、5、8天3次给药。
1.4 组织学检查和流式细胞仪检测每组随机挑取1只进行组织学检查。完整的脑取出后固定在PBS福尔马林溶液（4％，pH 7.4）中12h，然后做2mm冠状切片，脱水并用石蜡包埋，做5μm厚的连续切片并进行HE染色检查。大剂量阿霉素纳米粒组、阿霉素生理盐水组和控制组分别随机挑取1只进行双染法流式细胞仪检测。完整的脑组织取出后用机械法分散成单细胞，用300目丝网过滤。取1×106制备的细胞加入5μl Annexin V 和 10μl PI，混匀后加入100μl Buffer液，置4℃冰箱避光孵育30min，然后加入Buffer液0.3ml，振荡后上机，结果运用Cell Quest软件分析。
1.5 统计学分析数据使用图表、平均生存期、95％可信区间和生存率曲线表示。数据的统计学处理使用SPSS 11.5进行分析。方法为组与组之间两总体均数间的t检验，P＜0.05认为差异有统计学意义。
2 结 果。
2.1 阿霉素纳米粒的特征阿霉素纳米粒的形态如图1所示。TEM显示阿霉素纳米粒的形状近似于球形，直径在20~50nm之间,其可以在水中稳定地悬浮。图1 阿霉素纳米粒TEM图 ×50000。