低温等离子体抑制黑色素瘤侵袭与转移的机制

Melanoma is a kind of malignant tumor of the skin with poor prognosis, which is prone to develop lymph and blood-borne metastasis in the early stage. Our preliminary study found that low-temperature plasma (LTP) could inhibit the invasion and metastasis ability of murine melanoma cells. However, the mechanism is not yet clear. In this study, atmospheric pressure He plasma jet will be employed to treat melanoma cells cultured in vitro and melanoma on mouse skin to explore the mechanisms of LTP inhibitting the invasion and metastasis of melanoma. First, Transwell assay, scratch assay, small animal in vivo imaging and so on will be performed to determine the optimal dosage of LTP inhibitting the invasion and metastasis of melanoma. Second, the content of reactive oxygen and nitrogen species (RONS) in intracellular and extracellular environment, as well as the use of the scavengers of RONS will be evaluated to determine which RONS played the key role. After that, flow cytometry, Real-time PCR, Western blotting, RNA interference and so on will be conducted in vitro and in vivo to explore the molecular mechanism. This study will provide theoretical information for the treatment of melanoma with LTP.

黑色素瘤是一种早期易发生淋巴和血道转移的皮肤恶性肿瘤，治疗效果不佳。本项目前期研究发现，低温等离子体（LTP）可抑制体外培养的小鼠黑色素瘤细胞的侵袭和转移能力，然而其抑制机制并不清楚。本项目拟采用大气压氦等离子体射流对体外培养的黑色素瘤细胞和小鼠活体黑色素瘤进行处理，研究LTP抑制黑色素瘤侵袭和转移的机制。首先采用Transwell方法、划痕实验、小动物活体成像技术等分别确定LTP抑制体外和体内黑色素瘤侵袭和转移的最佳剂量。其次通过细胞内外环境中活性氧和活性氮（RONS）含量测定并结合RONS清除剂的使用确定抑制黑色素瘤侵袭和转移的主要RONS。然后采用流式细胞术、Real-time PCR、Western blotting、RNA干扰等技术，从体外和体内实验两个层面研究LTP抑制黑色素瘤侵袭和转移的分子机制。该项目的完成可为LTP治疗黑色素瘤的临床应用提供理论依据。

近年来，低温等离子体(low-temperature plasma, LTP)被证明具有治疗肿瘤的潜力。黑色素瘤是一种早期易发生淋巴和血道转移的皮肤恶性肿瘤，治疗效果不佳。我们前期的预实验表明，一定剂量的LTP可抑制体外培养的黑色素瘤细胞的侵袭与转移，然而相关的分子机制并不清楚，值得深入研究。本项目采用大气压氦等离子体射流对体外培养的黑色素瘤细胞和小鼠活体黑色素瘤进行了处理，研究LTP抑制黑色素瘤侵袭和转移的效果和机制。首先，确定LTP抑制黑色素瘤侵袭和转移的最佳剂量，体外实验结果表明，LTP处理75s具有最佳的抑制黑色素瘤侵袭和转移的效果；小鼠活体实验发现，LTP射流处理5min可明显限制体内肿瘤的生长。其次通过细胞内外环境中活性氧和活性氮（reactive oxygen and nitrogen species, RONS）含量测定并结合RONS清除剂的使用确定了抑制黑色素瘤侵袭和转移的主要RONS为H2O2。然后采用流式细胞术、Real-time PCR、Western blotting、RNA干扰等技术，从体外和体内实验两个层面探索了LTP抑制黑色素瘤侵袭和转移的分子机制。结果表明LTP主要通过诱导细胞培养液和组织液产生H2O2来抑制Wnt/β-catenin通路，进而导致侵袭转移相关蛋白MMP-9、MMP-2及CD44表达下降，最终抑制B16细胞的侵袭和转移。该项目的完成可为LTP治疗黑色素瘤的临床应用提供理论依据，也为此类LTP设备进一步开发并推广提供有力的科学依据。如果用于治疗黑色素瘤的此类设备研制成功，必将产生较大的经济效益和社会效益，故本项目具有重要的科学意义和实际应用价值。