量子點(diǎn)誘導(dǎo)胰腺癌細(xì)胞光動(dòng)力效應(yīng)

胰腺癌作為惡性腫瘤預(yù)后不良，無論是手術(shù)治療還是放療及化療，病人的生存率均不高，目前急需發(fā)展新的有效治療策略。光動(dòng)力治療（Photodynamic therapy, PDT）是利用光敏劑治療疾病的新方法，當(dāng)光照激活光敏試劑后，活性氧自由基（Reactive oxygen species, ROS）生成，從而破壞腫瘤細(xì)胞。與傳統(tǒng)的放療和化療比較，PDT更具選擇性，因而副作用更少。量子點(diǎn)良好的光學(xué)特性，使其超越傳統(tǒng)的光敏試劑。新近研究顯示，在光照條件下，量子點(diǎn)傳導(dǎo)帶電子傳遞至周圍的氧分子而誘發(fā)ROS生成，從而使量子點(diǎn)成為光動(dòng)力治療的潛在光敏劑。

上海交通大學(xué)附屬新華醫(yī)院Lei-Ming Xu課題組，以不同濃度量子點(diǎn)，在有或無光照條件下，與胰腺癌細(xì)胞系SW1990進(jìn)行孵育，然后對(duì)細(xì)胞活力、超微結(jié)構(gòu)、凋亡以及活性氧自由基水平等進(jìn)行了檢測分析。研究結(jié)果顯示，當(dāng)濃度較高時(shí)，量子點(diǎn)抑制細(xì)胞增殖，如果增加光照或延長孵育時(shí)間，細(xì)胞活力顯著下降；光照條件下，量子點(diǎn)導(dǎo)致超微結(jié)構(gòu)改變，如細(xì)胞器降解、染色質(zhì)濃縮以及核周聚集等；熒光顯微鏡和流式細(xì)胞術(shù)顯示，光照條件下，1.5uM量子點(diǎn)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡及活性氧自由基生成；qPCR及Western blotting結(jié)果顯示，Bax和caspase表達(dá)增加，而Bcl-2表達(dá)減少；同時(shí)，對(duì)ROS及凋亡的抑制均可緩解量子點(diǎn)光動(dòng)力治療誘發(fā)的細(xì)胞死亡（圖1及圖2）。上述研究為胰腺癌光動(dòng)力治療提供了新的應(yīng)用方向，但是在臨床應(yīng)用前，尚需開展更多的臨床前及臨床試驗(yàn)。

圖1 量子點(diǎn)及光照處理后的活性氧自由基（Reactive oxygen species, ROS）生成。

A. SW1990細(xì)胞中ROS的熒光成像；B. 流式細(xì)胞術(shù)檢測ROS相對(duì)水平；C. 以CCK-8試劑盒分析SW1990細(xì)胞活力。  Control：正常的SW1990細(xì)胞；Light：光照處理（20J/cm2）的SW1990細(xì)胞；QDs：量子點(diǎn)（Quantum dots, 1.5uM孵育3h）處理的SW1990細(xì)胞；PDT：以量子點(diǎn)（1.5uM, 3h）及光照（20J/cm2）共同處理的SW1990細(xì)胞。  NAC：N-acetylcysteine，N乙酰半胱氨酸，ROS捕獲劑，在處理細(xì)胞前加入5mM NAC孵育1h。

圖2 量子點(diǎn)光動(dòng)力治療通過凋亡誘發(fā)細(xì)胞死亡。

A. 以CCK-8試劑盒分析SW1990細(xì)胞活力；B. 以Hochest33342/PI核染色分析SW1990細(xì)胞凋亡與壞死（100X放大），白色箭頭指示死亡細(xì)胞；C. 以流式細(xì)胞術(shù)分析SW1990細(xì)胞的凋亡與壞死百分比。  以Z-VAD-FMK（50uM，caspase抑制劑）處理及未處理SW1990細(xì)胞1h，然后以QD-PDT處理（1.5uM, 3h, 20J/cm2）。  QDs: Quantum dots; PDT: Photodynamic therapy; FCM: Flow cytometry; CCK-8: Cell counting kit-8; PI: Propidium iodide.

文獻(xiàn)來源：

He SJ, Cao J, Li YS, Yang JC, Zhou M, Qu CY, Zhang Y, Shen F, Chen Y, Li MM, Xu LM. CdSe/ZnS quantum dots induce photodynamic effects and cytotoxicity in pancreatic cancer cells. World J Gastroenterol. 2016;22(21):5012-22.