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目的本课题旨在探索磁性纳米氧化铁(magnetic nanoparticle of Fe3O4,MNP-Fe3O4)修饰的高三尖杉酯碱(Homoharringtonine,HHT)与传统注射剂型对白血病细胞杀伤作用的体内外效应研究,为临床试验提供重要的理论和实验依据。方法(1)应用CCK8法分析传统注射剂型HHT对白血病细胞系K562、HL-60、SHI-1、NB4的细胞毒性作用。(2)应用光学显微镜及透射电镜观察不同剂型药物处理后NB4细胞形态特征。(3)应用流式细胞术(flow cytometry,FCM)分别检测不同剂型药物处理后NB4细胞凋亡及周期变化;甲基纤维素半固体培养基培养法检测NB4细胞集落形成能力;以transwell跨膜实验检测NB4细胞侵袭能力。(4)应用蛋白免疫印迹法(Western blot, WB)检测不同剂型药物处理后Caspase3、PARP、Mcl-1蛋白水平变化。(5)通过裸鼠皮下成瘤模型检测不同剂型药物的体内抗肿瘤效应。结果(1)CCK8结果显示:①HHT对K562、HL-60、SHI-1、NB4增殖有明显抑制作用,且呈现时间-剂量依赖性,对NB4细胞最为敏感;②不同剂型HHT作用于NB4细胞24h对其增殖抑制,在浓度区间0.015625-0.125μmol/L时,HHT-MNP-Fe3O4组抑制率大于HHT组,差异有统计学意义(P<0.05)。(2)①光镜下观察HHT和HHT-MNP-Fe3O4作用于NB4细胞,可见部分细胞核固缩、核碎裂及凋亡小体形成等典型的凋亡形态学改变;②透射电镜下可见空白组细胞完整,胞浆内未见明显空泡形成。MNP-Fe3O4组细胞胞膜内陷形成的囊泡内可见黑色物质, HHT组大量空泡形成,胞核染色质疏松,溶酶体肿胀变形,囊泡内未见黑色物质。HHT-MNP-Fe3O4组细胞肿胀,胞核碎裂,染色质疏松,胞浆内可见大量囊泡,其内见黑色颗粒。(3)流式结果表明:①浓度0.0078125μmol/L作用NB4细胞24h,HHT-MNP-Fe3O4组凋亡率为18.4±1.33%,HHT组凋亡率为10.73±0.50%(P<0.05)。②周期检测发现G0/G1细胞比例HHT-MNP-Fe3O4组为60.4±1.26%,HHT组为47.83±1.42%(P<0.05)。③0.0078125μmol/L的HHT及HHT-MNP-Fe3O4作用NB4细胞6h后完善集落形成实验,结果显示药物组较空白组及MNP-Fe3O4组细胞克隆能力减弱,集落数明显减少,HHT-MNP-Fe3O4组集落数19.7±3.2,HHT组为25.9±4.3(P<0.05)。④0.0078125μmol/L的HHT及HHT-MNP-Fe3O4作用NB4细胞6h后跨transwell侵袭能力较空白组及MNP-Fe3O4组无明显变化(P>0.05)。(4)HHT-MNP-Fe3O4较HHT更易激活Caspase3、PARP蛋白,下调抗凋亡蛋白Mcl-1水平而诱导细胞凋亡。(5)皮下成瘤实验结果示:HHT-MNP-Fe3O4组瘤体明显小于HHT组,平均体积193±26mm3(457±100,P<0.05),平均重量0.67±0.03g(1.42±0.56, P<0.05), HHT-MNP-Fe3O4疗效优于注射剂型HHT。结论(1)HHT作为一种有效的抗肿瘤药物,对白血病细胞系有杀伤作用,且抗肿瘤效应呈现时间-剂量依赖性。(2)在一定浓度范围内,HHT-MNP-Fe3O4组对NB4细胞增殖的抑制作用强于HHT组,而低浓度时两者对细胞24h增殖的抑制作用差异不明显,FCM检测低浓度时HHT-MNP-Fe3O4较HHT诱导细胞凋亡作用增强,显著抑制细胞集落形成能力。(3)HHT-MNP-Fe3O4比HHT有更强的诱导凋亡作用,考虑与其更易激活Caspase途径,促进PARP蛋白裂解,下调Mcl-1蛋白相关。(4)裸鼠荷瘤试验显示HHT-MNP-Fe3O4疗效优于注射剂型HHT。