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目的探讨血卟啉衍生物(Hematoporphyrin Derivative,HPD)介导的630nm激光对人肺腺癌A549细胞裸鼠移植瘤的影响及作用机制,为临床光动力治疗(Photodynamic Therapy,PDT)提供理论依据。方法建立肺腺癌A549细胞裸鼠皮下移植瘤模型24只,待移植瘤平均体积达到100-150mm~3后随机分成4组,即空白对照组(无光敏剂无光照)、光敏剂组(只注射光敏剂而无光照)、光照组(无光敏剂只630nm光照)和PDT组(注射光敏剂后630nm光照),分别作相应处理。PDT采用低剂量多次照射的方式,即以10mg/kg剂量在瘤体内注射光敏剂,从肿瘤的三个方向分三点式注射尽量让其均匀分布,避光4小时后,用波长630nm、功率密度80mw/cm~2,光圈直径5cm的激光照射10分钟。用游标卡尺测量并记录瘤体长短径并计算体积,2周后处死裸鼠剥取肿瘤标本。(1)绘制肿瘤生长曲线,比较各组移植瘤体积生长变化并计算肿瘤生长抑制率;剥取的肿瘤标本分别进行以下实验:(2)肿瘤组织切片经苏木精-伊红(Hematoxylin-eosin staining,HE)常规病理学染色,观察并比较各组细胞、间质及血管病理形态学改变;(3)脱氧核糖核苷酸末端转移酶(Terminal Deoxynucleotidyl Transferase,TDT)介导的dUTP缺口末端标记法(TDT mediated dUTP nick end labeling,TUNEL)观察并比较光动力治疗所引起的细胞凋亡情况,计算凋亡指数;(4)实时荧光定量PCR(Real-time reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-qPCR)检测移植瘤组织中血管生成相关因子VEGF、HIF-1α及凋亡相关因子Bax、Bcl-2 mRNA表达变化;(5)免疫印迹(Western blot)法检测血管生成相关蛋白VEGF、HIF-1α及凋亡相关蛋白Caspase-3、Bax、和Bcl-2表达变化。结果(1)空白对照组、光敏剂组、光照组和PDT组的抑瘤率分别0、5.6%、7.8%和51.6%,与其他三组相比,PDT组肿瘤生长抑制率明显增高,差异具有统计学意义(P<0.05)。(2)肿瘤组织经HE染色后,胞核呈蓝色,胞质及间质呈红色。镜下可见四组癌细胞数量较多,排列紧密,核大深染,间质疏松,染色呈粉色,提示成功建立A549肺腺癌动物模型。(3)Tunel染色见PDT组较多凋亡细胞,计算细胞凋亡指数,与其他三组相比差异具有统计学意义(P<0.05),其余三组间凋亡指数均无统计学差异(均P>0.05)。(4)RT-qPCR结果表明与其他三组相比,PDT组VEGF、HIF-1α及Bcl-2 mRNA的表达下降而Bax mRNA表达增高,差异具有统计学意义(P<0.05),而另外三组间差异均无统计学意义(均P>0.05)。(5)Western blot结果示PDT组VEGF、HIF-1α及Bcl-2蛋白表达下降,Bax和Caspase-3蛋白表达增高,差异均具有统计学意义(P<0.05),而空白对照组、光敏剂组、光照组间均无统计学差异(均P>0.05)。结论HPD介导的630nm激光能显著抑制人肺腺癌细胞裸鼠移植瘤的生长,其机制与通过下调VEGF和HIF-1α基因表达从而抑制肿瘤微血管生成以及通过上调Bax、Caspase-3下调Bcl-2基因表达从而促进肿瘤细胞凋亡有关。