聯(lián)合應(yīng)用量子點(diǎn)及熒光發(fā)射掃描顯微鏡技術(shù)的腫瘤轉(zhuǎn)移示蹤

腫瘤轉(zhuǎn)移是實(shí)現(xiàn)腫瘤有效治療的一大障礙，而目前有關(guān)腫瘤轉(zhuǎn)移（特別是侵潤Extravasation）過程的認(rèn)識(shí)非常有限。主要原因是參與腫瘤轉(zhuǎn)移的多細(xì)胞、多分子之間的相互作用復(fù)雜，腫瘤轉(zhuǎn)移過程難以實(shí)現(xiàn)在體示蹤。隨著新技術(shù)的發(fā)展，熒光顯微鏡成像可實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞的高分辨示蹤；而量子點(diǎn)作為新型熒光探針，具有熒光亮度高、穩(wěn)定性好、適于多色成像等優(yōu)勢，相較于傳統(tǒng)有機(jī)熒光探針更適合長期動(dòng)態(tài)觀測。美國洛克菲勒大學(xué)Sanford M Simon課題組，聯(lián)合應(yīng)用量子點(diǎn)和發(fā)射光譜掃描多光子顯微鏡成像技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在體腫瘤侵潤轉(zhuǎn)移的示蹤觀察。

Evelyn B Voura等發(fā)現(xiàn)，量子點(diǎn)標(biāo)記對(duì)體外培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞沒有明顯的毒性作用，將量子點(diǎn)標(biāo)記的腫瘤細(xì)胞靜脈注射入小鼠體內(nèi)，與未標(biāo)記細(xì)胞的侵潤轉(zhuǎn)移行為沒有明顯區(qū)別（圖1）；另外，利用多光子激光器的激發(fā)，對(duì)量子點(diǎn)進(jìn)行光譜掃描和成像，可實(shí)現(xiàn)五個(gè)不同群體細(xì)胞的同時(shí)觀察（圖2）�？傊�，該項(xiàng)研究在建立量子點(diǎn)的安全的在體研究方法之外，尚可用于開展在體多細(xì)胞的相互作用研究。

圖1 以量子點(diǎn)對(duì)腫瘤細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)標(biāo)記并在體成像

(a) 應(yīng)用DNA轉(zhuǎn)染試劑Lipofectamine2000，使腫瘤細(xì)胞B16F10被DHLA加帽的510nm量子點(diǎn)（黃）標(biāo)記，腫瘤細(xì)胞則被標(biāo)志物染為紅色；(b) 利用發(fā)射掃描共聚焦顯微鏡，應(yīng)用META檢測器，獲取細(xì)胞內(nèi)量子點(diǎn)（圓形）及細(xì)胞標(biāo)志物（菱形）的熒光值（488nm激發(fā)）；(c) 應(yīng)用Lipofectamine2000使>80%的腫瘤細(xì)胞被量子點(diǎn)標(biāo)記；(d) 同時(shí)被量子點(diǎn)（黃）和標(biāo)志物（紅）標(biāo)記的腫瘤細(xì)胞，注射入小鼠尾靜脈，5h后對(duì)肺組織進(jìn)行固定和包埋，并將內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)記為綠色。以1mm光學(xué)切片對(duì)肺組織包埋樣品進(jìn)行三維投影；(e) 對(duì)510nm量子點(diǎn)（圓形）、腫瘤標(biāo)志物（菱形）以及內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物（方形）進(jìn)行發(fā)射光譜掃描。

圖2 發(fā)射掃描多光子顯微鏡可區(qū)分至少5個(gè)細(xì)胞群

(a) B16F10腫瘤細(xì)胞被標(biāo)記不同量子點(diǎn)，混合后經(jīng)尾靜脈注射入小鼠體內(nèi)，5h后制備肺組織包埋切片，以發(fā)射掃描多光子顯微鏡對(duì)細(xì)胞成像；(b) 由多光子成像獲得相應(yīng)區(qū)域的發(fā)射光譜掃描數(shù)值（圓形指示510nm量子點(diǎn)，菱形指示570nm量子點(diǎn)）；(c) 以5種不同量子點(diǎn)（510/550/570/590/610nm）分別標(biāo)記腫瘤細(xì)胞，混合后接種于玻片培養(yǎng)，以發(fā)射掃描多光子顯微鏡成像；(d) 以10nm帶寬進(jìn)行發(fā)射光譜掃描的數(shù)據(jù)。

文獻(xiàn)來源：

Voura EB, Jaiswal JK, Mattoussi H, Simon SM. Tracking metastatic tumor cell extravasation with quantum dot nanocrystals and fluorescence emission-scanning microscopy. Nat Med. 2004;10(9):993-8.