文献类型：科技成果

中文题名：基β细胞电阻抗芯片实时监测体外热疗对胃癌耐β细胞的影响

完成人：王晶[1];王宏伟[1];徐友春[1];呼永华[1];吴萍民[1];李丹丹[1];

第一作者：王晶

完成机构：[1]甘肃中医药大学附属医院;

第一机构：甘肃中医药大学第二附属医院

年份：2024

语种：中文

中文关键词：胃癌;电阻抗传感技术;治疗方法

摘要：该项目受甘肃省卫生行业科研计划资助，项目编号GSWSKY2017-27。甘肃省是中国胃癌的高发地区。化疗是治疗胃癌的主要手段之一，但胃癌细胞的耐药性常导致化疗失败，癌症复发。热疗因其无创，毒副作用小等优点，在逆转肿瘤细胞多药耐药方面备受关注。传统研究癌症热疗效果的方法是先对细胞进行一定时间的水浴加热，再通过噻唑蓝（MTT）比色法和相差显微镜观察等实验技术进行细胞活力和形态的检测，或通过一些荧光标记的方法进行分子机理的研究。但细胞热疗过程与其体内正常生长环境和培养箱培养环境均有所不相同，以上的检测方式在检测时都需改变细胞热疗的环境状态，而且属于有损检测，难以对细胞变化的完整过程进行实时跟踪，其中的变化细节更无法确切描述。细胞电阻抗传感技术( electrical cell-substrate impedance sensing，ECIS)是一种能对贴壁生长细胞的形态进行实时定量监测的方法，可在近似生理环境下通过测量细胞和微电极之间电阻抗的改变动态地记录细胞凋亡、周期、迁移和形态的变化，具有无标记、非侵害、实时动态、以及高灵敏度和高通量的优点。因此，该研究拟构建基于ECIS技术的原位细胞检测控制芯片，该芯片集合了加热、原位监测和信号采集的连续检测过程，用于动态监测热疗对胃癌耐药细胞生长的影响，并通过与传统检测结果的比较，评估该检测控制芯片的有效性，从而为癌症热疗的机制研究和临床转化提供有力帮助。该研究通过倒置显微镜观察、MTT，和等效线图解法筛选了热疗增敏胃癌耐药细胞株SGC7901/DDP的最佳温度和最佳时间;接下来，分别采用ECIS、MTT，和流式细胞仪测定了热疗47℃组，对照37℃组，顺铂2μg/mL组，热疗（47℃）联合顺铂（2μg/mL）组SGC7901/DDP细胞的生长情况，通过比较各检测方法所得到抑制率，并结合显微镜下细胞形态学观察，评估了ECIS方法的体外实时监测效果;在此基础上，研究又利用高通量芯片和生物信息学技术，分析了热疗联合顺铂对细胞RNA表达谱的影响，并用RT-PCR对其中的重要靶点进行了验证。该研究证明47℃热疗24小时对顺铂耐药细胞株SGC-7901/DDP有明显的增敏作用（P＜0.05）;通过抑制率分析结果，显示ECIS和MTT方法一致性较好，结合显微镜观察NCI-H460细胞的形态变化更进一步说明ECIS在监测热疗干预耐药细胞的可行性;而且研究发现热疗增敏SGC-7901/DDP细胞的分子机制可能与长链非编码RNATCONS_00018082，ENST00000412526.1，TCONS_00015171和ENST00000584911.1的表达调控有关，初步揭示了热疗增强人胃癌耐药细胞SGC-7901/DDP对顺铂敏感性的分子机制，为肿瘤耐药性及个体化治疗研究方面提供了有力帮助。该研究较国内外研究，更为详细具体的分析了热疗增敏胃癌耐药细胞株SGC-7901/DDP的具体时间及具体温度，并用专门的软件及算法对热疗与顺铂的协同作用进行了分析，为国内外该领域研究提供了一定的分析数据。该研究将热疗和阻抗分析联合在一起，可用于体外评价热疗的干预作用，并有效地表征胃癌耐药性的变化，该研究结果填补了国内该方向研究的空白。另外，与国内外研究相比，该研究从系统生物学水平揭示热疗增敏顺铂耐药细胞株SGC-7901/DDP的分子机制，从而为癌症热疗的临床转化提供了理论依据。肿瘤耐药一直是癌症诊断领域的热点，热疗既可以提高药物治疗的敏感度，又可以降低细胞耐药性，从而达到提高疗效的目的。热疗具有无创、毒副作用小等优点，但在过去一直没有得到广泛应用的原因主要在于之前升温技术的落后。随着科学技术的迅速发展，射频、微波、红外线等热疗方法逐渐多样化，并且电阻抗技术平台的逐步稳定，都进一步促进了体外热疗作用的疗效观察;同时，现代分子生物学技术的发展，帮助课题组更好的了解认识热疗的分子机制，并发现更多的分子作用靶点。鉴于此，肿瘤热疗以及电阻抗监测在科研和临床中的应用将步入新时期。