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电穿孔技术在肿瘤治疗的应用

发布时间: 2022-08-10  点击次数: 372次

恶性肿瘤是一种严重威胁人类健康的疾病。这种疾病是由于遗传基因突变致使细胞持续性过度增生而形成肿块,具有向周围组织侵犯和向其他脏器转移的特点。其治疗方法主要有手术切除、放射治疗、化疗、激素治疗和免疫治疗等。其中手术切除联合化疗是常见的肿瘤治疗方法而手术的*性和肿瘤化疗的敏感性是决定疗效的关键。初次应用化疗药物的临床反应较高但由于药物内在性耐药和获得性耐药的原因进展期肿瘤的化疗耐药性一直是大多数化疗失败及预后不良的主要原因。此外化疗效果的好坏与药物剂量的大小有关。但大剂量药物的运用会加大药物的毒副作用对因各种原因不能耐受化疗药物的患者来说在后续治疗中只能逐渐减少药物剂量从而造成化疗效果的逐渐降低成为带瘤生存的最大障碍最终导致治疗失败。目前有多种方法探讨怎样加强低浓度化疗药物的治疗效果,其中利用细胞电穿孔提高抗癌药物疗效的电化学疗法就是一种很好的降低药物浓度的肿瘤治疗方法。

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研究发现电场作用于细胞可以诱导细胞膜电穿孔使细胞膜的通透性增强。所谓电穿孔是利用跨膜电场脉冲在生物膜中诱导微观通路,它们的存在允许分子、离子和水从膜的一侧传递到另一侧。当施加电场时,细胞膜内外的离子迁移。当电荷积聚在膜的两侧时,膜会变弱,路径会允许外源物质进入。如果电场被迅速移除,通道关闭,膜重新恢复。如果电场持续时间过长,则路径增加,细胞被杀死。有效的电穿孔取决于合适的电极选择以及电场波形。电孔主要位于离电极最近的膜区域上。这些路径大约在一微秒内形成,并在几秒钟到几分钟内封闭。电场的持续时间是几十微秒到几十毫秒。20世纪80年代初,就有研究人员描述了电穿孔技术的应用。电穿孔的常规应用在20世纪80年代一直受到研究人员的欢迎,因为它被发现是一种将药物或其他分子植入细胞的实用方法。

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利用脉冲电场使肿瘤细胞产生电穿孔,提高细胞膜的通透性,可促进药物进入细胞内部增强药物疗效,从而达到治疗肿瘤的目的,这种方法称为电化学疗法。电穿孔法是在肿瘤组织内注射化疗药物后施加电脉冲,使肿瘤细胞膜上形成了大量瞬态穿孔,从而降低细胞对药物的通透性障碍可以大大提高细胞内药物的浓度从而采用相对较少的药物剂量就可以达到良好的治疗效果。现今癌症的电化学疗法已逐渐成为癌症综合治疗的有效补充手段之一。

人肺腺癌细胞A549电穿孔法转染的树突状细胞疫苗的体外抗肿瘤效应(安徽医科大学)

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5天后未经处理的细胞体积增大,聚集生长,悬浮细胞继续增多( A).经总RNA 转染后的DCs 组和PBS 转染的DCs 组加入TNF-α50 ng /ml 培养3 d 后可见典型的树突状突起,形态不规则,为成熟DCs形态( B) ,与未转染组比较突起更为明显。

实验条件:

方波电穿孔设置:

电压模式:电压: 100V

脉冲长度:10毫秒

脉冲数个数:1

脉冲场强:500V/M

        由于电穿孔仪技术受到的干扰因数较多,尤其是近年来使用中出现了电穿孔仪转化率低,产生电火花等问题, 这些问题国产电穿孔仪一直在技术上无法得到突破,多年来,威尼德生物科技(北京)有限公司通过专业的技术攻克和不断的技术积累,通过极性转换功能,增加转染效率等技术先后浙江大学、上海科技大学、武汉大学、广西大学、河北工业大学

院校进行产学研合作;

电穿孔仪小.jpg

电穿孔技术的推出,可以在相对较低的药物浓度下治疗肿瘤并且采用局部给药减少了药物的全身循环降低了药物对人体的毒副作用,具有创伤小对人体外观影响小的特点,适合于对人体表面和皮下浅表性肿瘤进行治疗,对于某些不可切除或靠近关键器官的肿瘤如果用外科手术或放疗会带来持久性损害,用电化学疗法可两全其美,疗效好、安全可靠、患者在治疗中的痛苦较小、复发率较低,可用单一药物进行治疗能克服耐药性问题。




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