以4-(间羟基苯基)二氢卟吩为光敏剂的光动力和铂类的序贯治疗对Hep-2细胞的体外杀伤作用研究

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目的:研究以4-(间羟基苯基)二氢卟吩(meta-Tetra(hydroxyphenyl)chlorin,m-THPC)为光敏剂的光动力治疗(photodynamic therapy,PDT)和铂类的序贯治疗对Hep-2细胞体外杀伤作用。材料与方法:本实验所用细胞系为Hep-2细胞,PDT治疗中的光敏剂为m-THPC,光源为650nm波长激光,化疗药物为顺铂(cisplatin,CDDP)及氟化硼络合二吡咯甲川荧光标记的铂(1,3,5,7-tetramethyl-8-(4-pyridyl)-4,4’-difluorobora-dia-zaindacene labeled Platinum conjugate,BODIPY-Pt)。在实验中首先设置不同的m-THPC浓度梯度、光照强度梯度以及CDDP浓度梯度,通过MTT实验确定合适的m-THPC浓度(0.5μM)、光照强度(2 J/cm2)和CDDP浓度(5μM)。实验分为四组,分别为:1)对照组;2)PDT治疗组;3)CDDP化疗组;4)PDT+CDDP序贯治疗组。通过MTT实验研究各组细胞存活率变化。各组细胞凋亡、坏死以及总细胞死亡率通过流式细胞术进行分析。通过Western blot实验观察各组细胞中凋亡标志物(Bax、Bcl-2)、自噬标志物(ATG-7、LC3(LC3-I,LC3-II))及免疫标志物PD-L1的表达。对各组Hep-2细胞进行Hoechst 33258染色,以观察各组细胞核的变化。在荧光显微镜下分别用BODIPY-Pt和线粒体荧光标探针Mito Tracker?Red观察药物在各组Hep-2细胞中的分布及各组细胞线粒体数量变化。通过逆转录定量聚合酶链反应(Reverse transcription quantitative polymerase chain reaction,RT-q PCR))定量观察各组细胞中PD-L1在基因水平表达。在透射电镜下观察各组Hep-2细胞自噬小体的形成情况。结果:MTT结果显示在无光照时m-THPC对Hep-2细胞存活率无明显影响,在光照强度一定时,随着m-THPC浓度的增加Hep-2细胞存活率逐渐下降。在光照能量为2 J/cm2时,m-THPC的IC50为0.74μM。选用2 J/cm2光照强度和0.5μM m-THPC浓度进行后续实验,此时细胞存活率降低约30%。CDDP的IC50为29.01μM,选择5μM CDDP浓度进行实验,此时细胞存活率降低约30%。MTT结果显示,与单一治疗组相比PDT联合CDDP的序贯治疗能显著降低Hep-2细胞的存活率。流式细胞术结果显示PDT主要导致细胞坏死,而CDDP主要导致细胞凋亡,其中序贯治疗组Hep-2细胞坏死率显著高于CDDP组,而与PDT组没有显著差异,凋亡率显著高于PDT组,与CDDP组没有显著差异,序贯治疗组细胞总死亡率显著高于单一治疗组。Western blot结果显示序贯治疗组Hep-2细胞Bax表达比单一治疗组显著增高,Bcl-2表达比PDT组降低,ATG-7的表达与单一治疗组相比显著降低,LC3-II/LC3-I的比值与PDT组相比显著降低,与CDDP组相比显著增高,PD-L1的表达与CDDP组相比显著降低。Hoechst 33258染色结果显示对照组绝大多数Hep-2细胞核形态规则,仅有4%左右细胞核均一浓染。PDT+CDDP序贯治疗组、CDDP组和PDT组Hep-2细胞核不规则、浓染的比例分别约为80%、38%和35%。激光共聚焦结果显示序贯治疗能减少细胞内线粒体含量及药物潴留,加速药物代谢。透射电镜结果显示序贯治疗组Hep-2细胞自噬更明显。结论:以m-THPC为光敏剂的光动力治疗和铂类的序贯治疗能明显增强Hep-2细胞的凋亡及坏死、影响Hep-2细胞自噬、减少Hep-2细胞线粒体含量以及下调Hep-2细胞PD-L1的表达,进而增强对Hep-2细胞的体外杀伤作用。
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