研究显示,95%肿瘤患者的死亡是由肿瘤转移造成的。肿瘤转移是一个复杂的生物学过程,主要包括肿瘤细胞的侵袭、內渗进入血管、外渗出血管以及在远端组织形成转移克隆四个过程。通过抑制这些转移相关过程能够有效抑制肿瘤转移。本文中,我们以形成乳腺癌肺转移的裸鼠为模型,静脉注射生物相容性优越的小粒径富勒醇纳米颗粒,研究这种纯碳纳米颗粒对乳腺癌转移的抑制效应,并揭示其作用机制。通过尾静脉注射荧光素酶标记的乳腺癌细胞(MDA-MB-231-Luc),建立裸鼠的乳腺癌肺转移模型。七天后,再按照35 mg/kg体重每天每只裸鼠尾静脉注射浓度5 mg/m L富勒醇溶液。连续给药35天后,利用动物活体荧光成像系统,监测肿瘤细胞转移克隆的形成及生长情况。通过图像三维模拟,HE染色以及免疫组化等方法进一步证明富勒醇有效抑制进入血管的乳腺癌细胞的肺转移。通过进一步的荧光染色,western blot以及体外聚合等实验对其抑制机理进行详细探究,证明富勒醇能够扰乱肿瘤细胞内肌动蛋白(actin)组装的动态平衡。通过原子力显微镜检测细胞的机械性质,发现富勒醇可显著降低细胞的弹性模量;场发射扫描电子显微镜成像结果显示,富勒醇可显著降低乳腺癌细胞表面的丝状伪足数量及长度;同时,富勒醇影响细胞转移过程中的重要黏附蛋白整联蛋白β1(integrinβ1)在细胞内的分布,显著降低integrinβ1表达。通过细胞迁移实验与侵袭实验证明:富勒醇对乳腺癌细胞迁移和侵袭能力有较强的抑制作用。由此推测:富勒醇纳米颗粒通过扰乱actin组装的动态平衡,破坏F-actin细胞骨架,导致细胞变软、细胞表面丝状伪足减少、整联蛋白分布改变,降低乳腺癌细胞迁移侵袭能力,最终抑制乳腺癌细胞在裸鼠体内的肺转移。