皮秒脈沖電場對宮頸癌血管生成的影響及機制的體外實驗研究.pdf

1、脈沖電場(pulsed electric field, PEF)是近年來新出現(xiàn)的一種微創(chuàng)、可消融腫瘤的技術(shù)，利用脈沖波不僅可以直接導(dǎo)致細胞發(fā)生腫脹破裂，同時可引發(fā)細胞發(fā)生凋亡。而其最新的研究進展發(fā)現(xiàn)，當(dāng)脈沖波的脈寬降低至皮秒時，可使用特殊構(gòu)建的、能夠發(fā)射超寬帶沖擊脈沖的輻射天線實現(xiàn)無創(chuàng)聚焦，即皮秒脈沖電場(picosecond pulse electric field, psPEF)。因此，皮秒脈沖電場在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域特別是腫瘤治療方面，

2、受到了人們越來越多的關(guān)注和研究。
　　在腫瘤生長、發(fā)展和轉(zhuǎn)移的過程中，血管的作用是至關(guān)重要的。當(dāng)現(xiàn)有血管無法滿足腫瘤生長所需時，腫瘤會產(chǎn)生血管生成相關(guān)因子，形成新生血管。腫瘤中血管的形成包括內(nèi)皮細胞的增殖、定向遷移、管腔形成等復(fù)雜過程，同時，血管生成促進因子和抑制因子之間的平衡可精密調(diào)控腫瘤血管形成。目前研究發(fā)現(xiàn)，血管內(nèi)皮生長因子VEGF和缺氧誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子HIF1α是血管形成的重要促進因素。
　　本課題組前期研究表明，皮秒脈

3、沖電場對人宮頸癌HeLa細胞有抑制生長和誘導(dǎo)其發(fā)生凋亡的作用，然而，其對腫瘤血管生成的影響尚未見有相關(guān)報道。為探討皮秒脈沖電場對腫瘤及其周圍血管的影響，本實驗以人臍靜脈內(nèi)皮細胞（HUVEC）和人宮頸癌HeLa細胞為研究對象，以低、中、高場強的皮秒脈沖(200kv/cm、400kv/cm、600kv/cm)為處理方式，應(yīng)用CCK-8法、Transwell小室法、劃痕實驗、管腔形成實驗、流式細胞計數(shù)法檢測皮秒脈沖電場處理后對HUVEC增殖、

4、遷移、管腔形成、周期及凋亡的影響；利用Real-time PCR、Western Blot在分子層面上探討皮秒脈沖電場作用HeLa細胞后其血管生成相關(guān)因子mRNA及蛋白表達水平的變化。探討皮秒脈沖電場對宮頸癌血管生成的影響及可能的分子機制，為后續(xù)的動物實驗提供科學(xué)依據(jù)。
　　第一部分皮秒脈沖電場對人臍靜脈內(nèi)皮細胞生物學(xué)行為的影響
　　目的：探討皮秒脈沖電場對HUVEC細胞增殖、遷移、管腔形成、周期及凋亡的影響
　　方法

5、：將 HUVEC細胞分為四個組：對照組和低、中、高場強即200kV/cm,400kV/cm,600kV/cm作用的實驗組。皮秒脈沖電場的參數(shù)為：固定脈寬800ps，頻率3Hz，脈沖個數(shù)2000個。在皮秒脈沖電場處理HUVEC細胞后2h、4h、6h、8h、10h、12h、14h、16 h，CCK-8法檢測皮秒脈沖電場對HUVEC細胞生長的影響；采用劃痕試驗及Transwell小室法觀察皮秒脈沖電場對HUVEC細胞遷移率的影響；管腔形成實驗

6、觀察HUVEC細胞血管管腔形成的變化；流式細胞術(shù)檢測皮秒脈沖電場對HUVEC細胞周期及凋亡的作用。
　　結(jié)果：皮秒脈沖電場處理HUVEC后，隨著場強的增加，細胞死亡率上升，生長受到抑制，12h時抑制率最為顯著；皮秒脈沖電場可明顯抑制HUVEC細胞的遷移能力和血管管腔形成；皮秒脈沖電場可將HUVEC阻滯于G2/M期,同時HUVEC凋亡細胞數(shù)增多。
　　結(jié)論：皮秒脈沖電場可抑制HUVEC細胞增殖、遷移和管腔形成，并阻滯細胞周期于

7、G2/M期，促進其凋亡。
　　第二部分皮秒脈沖電場對人宮頸癌HeLa細胞產(chǎn)生血管生成相關(guān)因子的影響
　　目的：探討皮秒脈沖電場對人宮頸癌HeLa細胞產(chǎn)生血管生成相關(guān)因子的影響。
　　方法：將 HeLa細胞分為四個組：對照組和低、中、高場強即200kV/cm,400kV/cm,600kV/cm作用的實驗組。皮秒脈沖電場的參數(shù)為：固定脈寬800ps，頻率3Hz，脈沖個數(shù)2000個。在皮秒脈沖電場處理HeLa細胞后在37℃，