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目的:本课题以人乳腺癌细胞株MCF-7及MDA-MB-231贴壁细胞为研究对象。无血清悬浮球培养法培养MCF-7及MDA-MB-231悬浮球干细胞,并鉴定CD44-CD24-/low干细胞亚群数。经透射电镜观察纳米金颗粒及葡萄糖偶联纳米金颗粒(Glu-GNPs)在MDA-MB-231贴壁细胞及悬浮球干细胞中的吞噬及分布。经CCK8及克隆法检测姜黄素和葡萄糖偶联纳米金颗粒及联合组在4Gy X-Ray的照射下放射增敏作用。氯化钴模拟乳腺癌在体乏氧模型,检测姜黄素和葡萄糖偶联纳米金颗粒及联合组对ROS水平、细胞凋亡、周期、HIF-1α和HSP90mRNA及蛋白水平的干预作用,来探讨姜黄素协同葡萄糖偶联纳米金颗粒对乳腺癌干细胞的放射增敏作用机制。方法:1、MCF-7及MDA-MB-231贴壁细胞及悬浮球干细胞的培养及鉴定2、透射电镜(TEM)观察纳米金及葡萄糖偶联纳米金颗粒在MDA-MB-231贴壁细胞及悬浮球干细胞中的摄取及分布。3、姜黄素联合Glu-GNPs辅助射线对MCF-7及MDA-MB-231贴壁细胞及悬浮球干细胞的增殖活性及克隆形成能力的影响。4、姜黄素联合Glu-GNPs辅助射线对MCF-7及MDA-MB-231贴壁细胞及悬浮球干细胞活性氧(ROS)水平的影响。5、姜黄素联合Glu-GNPs辅助射线对MCF-7及MDA-MB-231贴壁细胞及悬浮球干细胞周期及凋亡的干预作用。6、qRT-PCR检测姜黄素联合Glu-GNPs辅助射线对缺氧诱导因子(HIF-1 α)及热休克蛋白90(HSP90)在转录水平的影响7、Western-Blot检测姜黄素联合Glu-GNPs辅助射线对缺氧诱导因子(HIF-1α)及热休克蛋白90(HSP90)在翻译水平的影响结果:1、人乳腺癌细胞株MCF-7和MDA-MB-231经过无血清悬浮法培养后,经流式细胞仪测定干细胞表面标志物CD44+CD24-/low细胞亚群数,无血清悬浮培养可以显著增加MCF-7细胞中CD44+CD24-/low细胞亚群数,且同时增加MDA-MB-231细胞中CD44+CD24-/low细胞亚群数,差异具有统计学意义(P<0.05)。2、透射电镜观察发现纳米金颗粒(GNPs)在MDA-MB-231贴壁细胞及悬浮球干细胞中多分布于细胞膜上,而葡萄糖偶联纳米金颗粒(Glu-GNPs)多分布于MDA-MB-231贴壁细胞及悬浮球干细胞胞浆上,且葡萄糖偶联纳米金颗粒(Glu-GNPs)的摄取数量多于裸纳米金颗粒(GNPs)。3、姜黄素对乳腺癌MCF-7及MDA-MB-231贴壁细胞的活性具有抑制作用,且随着浓度的增大,抑制效果增强(P<0.05)。GNPs和Glu-GNPs对乳腺癌MCF-7及MDA-MB-231贴壁细胞的活性没有显著的改变(P>0.05)。4、姜黄素和Glu-GNPs单独组及联合组在4Gy X-Ray的照射下均显著降低MCF-7和MDA-MB-231贴壁细胞及悬浮球干细胞的增殖活性,且联合组抑制效果更为显著。在未经X-Ray照射时,姜黄素组及姜黄素协同Glu-GNPs组均对MCF-7和MDA-MB-231贴壁细胞及悬浮球干细胞的增殖活性产生抑制作用。同时克隆形成实验结果表明姜黄素和Glu-GNPs单独组及联合组在4Gy X-Ray的照射下均显著降低MCF-7和MDA-MB-231贴壁细胞及悬浮球干细胞的克隆形成能力及存活分数(SF),联合组效果更为显著(P<0.01)。5、缺氧条件下,经4Gy照射,DMSO组的MCF-7和MDA-MB-231贴壁细胞及悬浮球干细胞的ROS水平均升高;经4Gy照射,Cur30组、Glu-GNPs组及协同组能够促进细胞内ROS水平,而协同组上升最为显著(P<0.05)。姜黄素和Glu-GNPs均能改善细胞缺氧,增强放射敏感性。8、CoCl2诱导的缺氧条件下,流式细胞分析检测结果发现姜黄素和Glu-GNPs单独组及联合组在4Gy X-Ray的照射下均增加MCF-7和MDA-MB-231贴壁细胞及悬浮球干细胞的凋亡水平,联合组相对效果最为显著。未经射线照射时,姜黄素及姜黄素协同Glu-GNPs均会增加细胞的凋亡水平,凋亡多发于早期凋亡(P<0.05)。4Gy照射,姜黄素和Glu-GNPs组中S期相对DMSO组降低,G0/G1期增加(P<0.05)。不管是单独X射线照射或姜黄素、Glu-GNPs联合X射线,G0/G1期显著增加。9、qRT-PCR和Western-Blot结果表明,放射线及Glu-GNPs均能导致HIF-1a和HSP90升高;姜黄素组、Glu-GNPs组及联合组在4Gy剂量下能降低HIF-1a和HSP90在MCF-7和MDA-MB-231贴壁细胞及悬浮球干细胞中的表达,联合组最为显著(P<0.05)。结论:姜黄素协同Glu-GNPs可以显著提高人乳腺癌MCF-7和MDA-MB-231贴壁及悬浮球干细胞的放射敏感度,其分子机制可能和抑制HIF-1a和HSP90的表达,提高ROS水平以、改变细胞周期及诱导肿瘤细胞凋亡有关。