超声介导微泡空化增加鼠肺内皮细胞基因转染及其作用机制

目的初步探讨超声介导声学微泡"空化效应"对鼠肺微血管内皮细胞基因转染的影响及其作用机制。方法 6孔板培养鼠肺微血管内皮细胞,加20μg报告基因质粒EGFP及10%白蛋白微泡(全氟显),连续波超声照射进行微泡"空化",观察不同照射时间相同机械指数(MI=1.0)(A组:30s;B组:60s;C组:90s;D组:120s;E组:180s)及不同MI相同照射时间(60s)(B1组:MI0.5;B2组:MI0.75;B3组:MI1.0;B4组:MI1.5;B5组:MI1.8)报告基因转染情况。以激光共聚焦观察细胞膜膜流动性、免疫荧光观察细胞微管蛋白及微丝蛋白。结果反应细胞膜流动性的荧光恢复强度分别为A组0.173±0.013、B组0.250±0.037、C组0.364±0.022、D组0.381±0.019、E组0.395±0.009(与A组相比,P<0.01);B1组0.171±0.017、B2组0.255±0.026、B3组0.378±0.007、B4组0.382±0.009、B5组0.397±0.008(与B1组相比,P<0.01)。反应细胞微管蛋白变化的荧光强度分别为A组159.15±4.79、B组188.23±6.20、C组205.80±4.48、D组208.99±8.34、E组213.70±5.09(与A组相比,P<0.01);B1组176.84±3.10、B2组187.57±14.52、B3组206.41±11.66、B4组220.12±13.39、B5组221.16±12.78(与B1组相比,P<0.01);各组微丝蛋白结构完整,无断裂及紊乱,荧光强度差别无统计学差异。结论超声介导微泡空化能增加基因转染率,对细胞骨架无明显损伤;当MI为1.0时,随照时延长细胞膜流动性及细胞骨架微管蛋白荧光强度增强;当照射时间为60s,随MI增高细胞膜流动性及细胞骨架微管蛋白荧光增强,但两种条件下均存在一定阈值;微丝蛋白荧光强度不随超声照射模式而改变。

不同超声脉冲宽度和脉冲重复频率组合激励微泡空化对肿瘤血流灌注及释药的影响

目的机械指数(mechanical index,MI)和占空比固定时,探讨超声不同脉冲宽度(pulse length,PL)和脉冲重复频率(pulse repetition frequency,PRF)组合激励微泡空化(ultrasound stimulated microbubble,USMB)对C57BL/6小鼠肿瘤组织血流灌注和化疗药物释放的影响。方法健康6~8周龄雌性C57BL/6荷瘤小鼠24只,体质量(17.74±0.43)g,随机分为3组(n=8):对照组(A组,超声假照),PL3.0+PRF2000+DOX组(B组,较高PRF较低PL超声辐照),PL34.5+PRF200+DOX(C组,较高PL较低PRF超声辐照)。USMB治疗前后分别进行超声造影(contrast-enhanced ultrasound,CEUS),比较各组肿瘤峰值强度(peak intensity,PI)、曲线下面积(area under curve,AUC)和肿瘤血流灌注面积百分比。治疗后缓慢推注阿霉素(doxorubicin,DOX),检测肿瘤组织中DOX药物浓度;病理切片观察小鼠肿瘤组织微结构。结果治疗后,A组的PI、AUC值与治疗前相比无显著差别(P>0.05);B组的PI、AUC值较治疗前分别增加19.3%、18.0%(P<0.05);C组的PI、AUC值较治疗前分别减少16.0%、15.8%(P<0.05)。治疗后,A组的肿瘤灌注面积较治疗前无显著差别(P>0.05);B组的肿瘤灌注面积较治疗前增加21.0%(P<0.05);C组的肿瘤灌注面积较治疗前减少8.2%(P<0.05)。高效液相分析发现B组DOX药物浓度分别是A组的5.0倍和C组的4.8倍(P<0.05);A组和C组DOX药物浓度无显著差别(P>0.05)。病理结果发现A组和B组肿瘤组织微血管呈轻度和中度扩张,而C组肿瘤微血管破裂出血。结论在相同的MI和相似占空比条件下,较低脉冲宽度和较高脉冲重复频率超声组合激励微泡空化可增强肿瘤血供、促进化疗药物释放;较高脉冲宽度和较低脉冲重复频率超声组合可阻断肿瘤血供。

诊断超声联合微泡空化溶栓治疗中心静脉导管堵塞

目的应用体外中心静脉置管堵塞模型,观察诊断超声联合微泡空化溶栓治疗中心静脉导管堵塞的效果。方法建立体外中心静脉置管堵塞模型,为取健康人全血适量制成血栓,堵塞管腔,采用诊断超声联合自制脂膜氟烷超声造影剂"脂氟显"进行溶栓试验。比较试验前后的血栓质量,并进行统计学分析。结果治疗前血栓净重401.6mg,治疗后血栓净重102.6mg,血体溶解率达74.45%;治疗后血栓重量较治疗前明显减轻,治疗后与治疗前比较差异具有显著性(P<0.05)。电镜扫描结果显示,治疗前血栓内部纤维网结构严密,表面完整,无空洞;治疗后残存血栓内部纤维网结构疏松,表面及内部均有空洞。收集下游液体进行沉渣镜检显示,未发现有大块血栓碎片,沉渣碎片均<10μm。结论诊断超声联合微泡空化溶栓治疗中心静脉导管堵塞,能在局部产生巨大能量,有效溶解血栓,同时可破坏血栓内部纤维网结构,达到中心静脉导管堵塞后再通的目的。

微泡超声空化在增强微波消融对肝脏肿瘤的热消融效应中的价值

目的通过研究微泡超声空化增强微波消融对兔VX2肿瘤的热消融效应来探究其在肿瘤治疗中的价值。方法24只肝脏移植瘤兔随机分为空白对照组、单纯超声空化治疗组、单纯微波消融治疗组、超声空化联合微波消融治疗组4组。利用增强超声显示每组治疗前后肿瘤的大小、形状和轮廓并通过温度针来检测治疗区域的局部温度。结果联合治疗组血流灌注缺损最严重,微波消融组和联合治疗组缺损体积分别为1.53±0.20和1.68±0.43(P=0.117);微波消融组以及联合治疗组消融治疗时温度达平台时间分别为(21.7±5.0)s和(10.3±5.0)s(P<0.01),最高温度(℃)分别为100.9±5.0和134.1±6.0(P<0.01)。结论MWA联合MEUS治疗肝癌可使治疗区局部温度急剧升高至峰值温度,有望提高肝癌治疗效果。

李校堃教授团队研究成果:糖尿病心肌病治疗新技术

温州医科大学药学院李校垄教授和赵应征教授研究发现碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）纳米粒联合超声介导微泡空化技术在糖尿病心肌病治疗领域的新应用。相关研究结果于2014年7月28号在《控释制剂杂志》（Journal of Controlled Release ）上发表。论文题为“Functional and pathological improvements of the hearts in diabetes model by thecombined therapy of bFGF-loaded nanoparticles with ultrasound-targeted microbubble destruction”（文章全文链接：http：／／www．sciencedirect．com／science／article／pii／S0168365914002879）

超声血流增强效应联合程序性细胞死亡蛋白配体1单抗改善实体肿瘤免疫微环境

目的探讨低强度超声激励微泡空化(USMC)产生的血流增强效应联合PD-L1单抗对实体肿瘤免疫微环境的改善作用。方法将MC38结肠癌荷瘤小鼠随机分为四组:对照组(26只, 无任何治疗)、USMC组(27只, USMC治疗)、程序性细胞死亡蛋白配体1抗体(anti-PD-L1)组(27只, anti-PD-L1治疗)和USMC+anti-PD-L1组(27只, USMC联合anti-PD-L1治疗)。USMC治疗使用VINNO70超声诊疗一体机。采用超声造影评价肿瘤血流增强效应;通过绘制肿瘤生长曲线及记录小鼠生存期, 评价抗肿瘤疗效;流式细胞术分析肿瘤内CD8^(+)T细胞数量及功能、CD4^(+)T细胞分化情况、骨髓来源的抑制性细胞(MDSC)比例及肿瘤相关巨噬细胞(TAM)的极化表型分布;酶联免疫吸附测定(ELISA)方法检测肿瘤内趋化因子CXCL9、CXCL10及HIF-1α含量;免疫荧光分析肿瘤组织中血管内皮生长因子(VEGF)的表达。结果 USMC治疗后超声造影分析肿瘤峰值强度(PI)、曲线下面积(AUC)较治疗前增加(均P<0.05)。USMC联合anti-PD-L1治疗明显抑制了肿瘤进展。USMC+anti-PD-L1组治疗后肿瘤微环境中CD8^(+)T细胞量及其Ki67的表达、γ干扰素(IFN-γ)与颗粒酶B(Grzm-B)的分泌量高于其他3组, 辅助性T细胞(Th1)比例增加, 调节性T细胞(Tregs)、MDSC比例减少, TAM表型向M1型极化(均P<0.05)。ELISA分析显示, 联合治疗还提高了肿瘤中CXCL9、CXCL10的浓度, 降低了HIF-1α的含量(均P<0.05);肿瘤组织VEGF的荧光表达量也显著低于对照组(P<0.05)。结论超声血流增强效应联合PD-L1单抗能改善实体肿瘤免疫微环境, USMC产生的血流增强效应可作为一种增效PD-L1抗体肿瘤免疫治疗的超声新方法。