上转换纳米粒子介导的光动力疗法杀伤脊髓星形胶质细胞的实验研究

摘要

目的探讨上转换纳米粒子（upconversion nanoparticles,UCNPs）介导的光动力疗法对大鼠脊髓星形胶质细胞的体外杀伤效应。方法体外无菌条件下取新生SD大鼠脊髓组织,采用机械吹打及胰酶消化法制成细胞悬液,通过差速贴壁和恒温摇床震荡去除杂细胞,利用GFAP免疫荧光染色鉴定,成功分离培养大鼠脊髓星形胶质细胞。采用MTT法检测不同浓度UCNPs-MC540[以上转换纳米为载体和能量转换器,并使用偶联光敏剂部花青540（Merocyanine 540）构建的复合物]、不同能量980 nm激光照射对脊髓星形胶质细胞活力的影响以及在980 nm近红外激光照射下UCNPs-MC540介导的光动力疗法的细胞杀伤效应;应用浓度为200μg/ml的UCNPs-MC540培养液与星形胶质细胞共培养12 h后,给予2000 J/cm~2的980nm近红外激光进行照射,以同样条件培养而未作激光照射光动力治疗的细胞作为对照组;分别制作透射电镜标本,透射电子显微镜下观察细胞形态改变。结果不同浓度UCNPs-MC540及不同照射剂量980 nm激光照射处理后细胞存活率的差异无统计学意义。在浓度100μg/ml的UCNPs-MC540作用细胞12 h后分别给予不同能量激光照射,细胞存活率随着激光剂量的增加而下降,差异有统计学意义。不同浓度的UCNPs-MC540作用于细胞12 h后予2 000J/cm~2能量激光照射,随着UCNPs-540浓度的增加,细胞的存活率降低,差异有统计学意义。与未作激光照射光动力治疗细胞的对照组比较,细胞与浓度为200μg/ml的UCNPs-MC540共培养,能量为2000 J/cm~2激光照射后,透射电镜检查显示细胞呈凋亡表现,形成具有特征性的凋亡小体。结论由上转换荧光纳米NaYF:Er,Yb与光敏剂MC540连接的纳米复合物UCNPs-MC540介导的光动力疗法对星形胶质细胞有良好的杀伤效果,其机制可能为诱导细胞发生凋亡,为脊髓损伤的治疗提供新的思路,扩大光动力疗法的研究应用范围。