纳秒脉冲电场联合吉西他滨对舌鳞状细胞癌凋亡的影响及分子机制

Tongue squamous cell carcinoma is the most common malignant tumors of oral maxillofacial, but there is no effective treatments. Exploreing a new treatment attract more and more attention. Noninvasive and targeted therapy of tumor is the medical problems faced by the world researchers and also become the most broad application prospects. High field strength nanosecond pulsed electric field (nsPEF) technology is one of the world's top ten scientific and technological progress in cells in 2002.Nanosecond pulsed electric field has been developed as a new ways of physical therapy to induce tumor cell apoptosis , and is particularly suitable for the treatment of the head , neck, and superficial tumors. We use firstly the combinations of nanosecond pulsed electric fields with low concentrations of gemcitabine on human oral cancer cells , and found that the combination use of two measures take synergistic effect on inhibition of proliferation and induction of apoptosis in tongue squamous cell carcinoma.This study intends to further investigate the suppression effect and molecular mechanism of combinations of nanosecond pulsed electric fields with low concentrations of gemcitabine on tongue squamous cell carcinoma ,and mainly research on the three classical caspase signal pathway: mitochondrial pathway, death receptor pathway and endoplasmic reticulum pathway, moreover, the caspase-independent pathway. It provide the theoretical basis to the Nanosecond pulsed electric field combined with chemotherapy drugs in the biomedical application,as well as new thinking and new targets for prevention and cure of tongue squamous cell carcinoma.

舌鳞状细胞癌是口腔颌面部最常见的恶性肿瘤，至今尚无有效的根治方法，探寻新的治疗手段成为人们关注的焦点。肿瘤的无创与靶向治疗是世界各国研究者们所面临的难题，同时也是最具广阔应用前景的研究方向。高场强纳秒脉冲电场技术在细胞上的应用荣膺2002年世界十大科技进展之一。纳秒脉冲电场已经发展成为诱导肿瘤细胞凋亡的一种崭新的物理治疗手段，尤其适合体表肿瘤的治疗。我们首次将纳秒脉冲电场联合低浓度吉西他滨处理肿瘤细胞，发现二者联合使用对舌鳞状细胞癌具有协同抑制增殖与诱导凋亡的作用。本研究拟在前期研究的基础上进一步探讨纳秒脉冲电场联合低浓度吉西他滨诱导舌鳞状细胞癌凋亡的作用及分子机制，重点探讨caspase引发凋亡的三条经典信号途径，线粒体通路、死亡受体通路和内质网通路以及caspase非依赖途径，为纳秒脉冲电场联合化疗药物在生物医学应用提供理论基础研究，为舌鳞状细胞癌的防治提供提供新思路和新靶点。

舌鳞状细胞癌是口腔颌面部最常见的恶性肿瘤，虽然临床治疗水平近几十年来不断改进，但病人的五年生存率始终停留在50–55%，至今尚无更有效的解决方法，严重威胁着人类的健康，影响患者的生存质量，探寻新的治疗手段成为人们关注的焦点。高场强纳秒脉冲电场技术在细胞上的应用荣膺2002年世界十大科技进展之一，纳秒脉冲电场技术具有创伤小、疗效高、副作用小、操作简便等优点，尤其适合头、颈、体表肿瘤的治疗，其已经成为生物学、医学、工程等领域的研究热点。我们首次将纳秒脉冲电场联合低浓度吉西他滨处理肿瘤细胞，发现二者联合使用能够抑制舌鳞状细胞癌细胞的增殖、侵袭和转移，促进了细胞的凋亡，加入capase抑制剂z-VAD-FMK处理联合组细胞后，细胞的增殖抑制和促进凋亡作用被逆转，且线粒体膜电位增加、bcl-xl、bcl-2表达上升，caspase-3、caspase-9活性下降，蛋白表达降低，提示纳秒脉冲电场联合吉西他滨抑制舌鳞状细胞癌细胞的生长可能与线粒体通路相关。同时也发现纳秒冲电场的引入可以降低放射剂量来达到同等甚至更高的疗效，纳秒脉冲电场联合射线降低了细胞的克隆能力，促进了细胞凋亡。纳秒脉冲电场的生物安全性较好，研究显示在5-10 kV范围内，脉冲所引起的是可逆性的细胞膜瞬时穿孔，同时几乎未引起树突状细胞凋亡与死亡率的变化。在15-20KV的高场强范围内，纳秒脉冲电场也仅造成极少细胞的不可逆膜穿孔，引起树突状细胞凋亡与死亡率的轻微提高。合适场强的纳秒脉冲电场可以显著提高树突状细胞对于肿瘤裂解蛋白的吞噬能力，舌鳞状细胞癌细胞被特异性T细胞粘附并在一段时间后死亡，分解为细胞碎片，施加纳秒脉冲电场刺激的肿瘤细胞杀伤率提高。本研究为纳秒脉冲电场临床应用于治疗舌鳞状细胞癌提供了理论基础，具有较好的应用前景。