量子点诱导胰腺癌细胞光动力效应

胰腺癌作为恶性肿瘤预后不良，无论是手术治疗还是放疗及化疗，病人的生存率均不高，目前急需发展新的有效治疗策略。光动力治疗（Photodynamic therapy, PDT）是利用光敏剂治疗疾病的新方法，当光照激活光敏试剂后，活性氧自由基（Reactive oxygen species, ROS）生成，从而破坏肿瘤细胞。与传统的放疗和化疗比较，PDT更具选择性，因而副作用更少。量子点良好的光学特性，使其超越传统的光敏试剂。新近研究显示，在光照条件下，量子点传导带电子传递至周围的氧分子而诱发ROS生成，从而使量子点成为光动力治疗的潜在光敏剂。

上海交通大学附属新华医院Lei-Ming Xu课题组，以不同浓度量子点，在有或无光照条件下，与胰腺癌细胞系SW1990进行孵育，然后对细胞活力、超微结构、凋亡以及活性氧自由基水平等进行了检测分析。研究结果显示，当浓度较高时，量子点抑制细胞增殖，如果增加光照或延长孵育时间，细胞活力显著下降；光照条件下，量子点导致超微结构改变，如细胞器降解、染色质浓缩以及核周聚集等；荧光显微镜和流式细胞术显示，光照条件下，1.5uM量子点诱导细胞凋亡及活性氧自由基生成；qPCR及Western blotting结果显示，Bax和caspase表达增加，而Bcl-2表达减少；同时，对ROS及凋亡的抑制均可缓解量子点光动力治疗诱发的细胞死亡（图1及图2）。上述研究为胰腺癌光动力治疗提供了新的应用方向，但是在临床应用前，尚需开展更多的临床前及临床试验。

图1 量子点及光照处理后的活性氧自由基（Reactive oxygen species, ROS）生成。

A. SW1990细胞中ROS的荧光成像；B. 流式细胞术检测ROS相对水平；C. 以CCK-8试剂盒分析SW1990细胞活力。  Control：正常的SW1990细胞；Light：光照处理（20J/cm2）的SW1990细胞；QDs：量子点（Quantum dots, 1.5uM孵育3h）处理的SW1990细胞；PDT：以量子点（1.5uM, 3h）及光照（20J/cm2）共同处理的SW1990细胞。  NAC：N-acetylcysteine，N乙酰半胱氨酸，ROS捕获剂，在处理细胞前加入5mM NAC孵育1h。

图2 量子点光动力治疗通过凋亡诱发细胞死亡。

A. 以CCK-8试剂盒分析SW1990细胞活力；B. 以Hochest33342/PI核染色分析SW1990细胞凋亡与坏死（100X放大），白色箭头指示死亡细胞；C. 以流式细胞术分析SW1990细胞的凋亡与坏死百分比。  以Z-VAD-FMK（50uM，caspase抑制剂）处理及未处理SW1990细胞1h，然后以QD-PDT处理（1.5uM, 3h, 20J/cm2）。  QDs: Quantum dots; PDT: Photodynamic therapy; FCM: Flow cytometry; CCK-8: Cell counting kit-8; PI: Propidium iodide.

 

文献来源：

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.