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超声靶向破坏微泡介导基因或药物抗血管再狭窄的研究进展
血管成形术是治疗狭窄或闭塞性血管疾病的主要方法之一,而术后的再狭窄影响其远期疗效,预防再狭窄一直是心血管疾病的重要课题.超声靶向破坏微泡技术使携带的基因或药物在靶组织定向释放,使局部浓度大大增高,从而达到靶向治疗目的,为抗再狭窄提供了新的方法.现对超声靶向破坏微泡介导基因或药物治疗的原理及在抗血管再狭窄中的研究现状及应用前景作一综述.
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微囊泡和微泡变化与头颈部癌的疗效关系
1 微囊泡(exosomes)和微泡(microvesicles)微囊泡(exosomes)和微泡(microvesicles)是由多种细胞产生的膜性小囊泡.这两类外囊泡能够影响血管形成和细胞外基质重组,参与建立适合转化和转移肿瘤细胞的微环境.在头颈部癌中,微囊泡和微泡存在于鼻咽癌相关的epstein-barr病毒(epstein-barr virus,EBV)中,并且与口腔鳞状细胞癌的生长发展正相关.头颈部癌衍生的囊泡成为了一个新的有效信息来源,丰富了肿瘤治疗手段,对抗癌进展的推动具有重要意义.
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超声微泡介导肾小管上皮细胞β-半乳糖苷酶基因的转导
目的:以β-半乳糖苷酶基因作为报告基因,探讨超声微泡介导在人肾近端小管上皮细胞(HKCs)中的转染效率和安全性.方法:体外培养HKCs,分为单纯超声组、单纯微泡组、裸质粒组、超声+质粒组、微泡+质粒组、超声+微泡+质粒组以及VigoFect+质粒组.超声+微泡+质粒组应用微泡和Plenti6-LacZ质粒转导HKCs后,给予不同强度不同时间超声辐照.采用X-gal染色观察细胞基因转导效率,台盼蓝染色观察细胞存活率,Hochest染色观察细胞凋亡率.结果:超声+微泡+质粒组转染效率高于其他各组;与VigoFect+质粒组相比无统计学差异(P>0.05).随超声声强增加和辐照时间延长,HKCs存活率下降,凋亡率升高.声强为0.3 W/cm~2时,辐照时间为60 s时,细胞存活率和转导效率均较高,而细胞凋亡率较低.结论:在适当超声强度和辐照时间条件下,超声微泡可安全、有效地促进肾小管上皮细胞的基因转染,是一种较理想的基因转导方法,这为肾脏病的基因治疗提供了实验基础.
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细胞外囊泡在慢性肝病中作用的研究进展
In recent years, extracellular vesicles are found as an important medium for intercellular signal communication in prokaryotic and higher eukaryotic cells for regulating a variety of biological processes.Extracellular vesi-cles include exosomes,microvesicles and apoptotic bodies,and can be released into extracellular media by almost all types of cells in vivo and in vitro.Extracellular vesicles are released under physiological and pathological conditions, including liver diseases,and have a wide range of effects on the target cells.This review summarizes the progress in understanding the role of extracellular vesicles in chronic liver diseases.Specifically, how extracellular vesicles regulate non-alcoholic steatohepatitis,alcoholic liver disease, viral hepatitis, liver fibrosis and hepatocellular carcinoma is discussed in detail highlighting extracellular vesicles as a promising therapeutic target for chronic liver diseases.
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低频超声场中微血管内微泡动力学仿真研究
在低频超声激励下,研究超声微泡的非线性声学响应,及其与周围生理环境之间的关系,对微泡定量成像、微血管早期病变检测及微泡靶向治疗等有重要的意义.基于集中参数模型,在COMSOL Multiphysics 4.4中构建激励超声、微泡与血管这三者间的耦合模型并进行仿真计算,结果表明:(1)激励超声声压增大时,微泡振动幅度增加、振动频率减小.(2)血管长度增长时,微泡振幅减小、振频增加;血管内径增大时,微泡振幅增加、振频减小.(3)微泡气体多方指数增加时,血管壁应力、血管形变程度及微泡大振动速度减小、微泡振动频率增大.(4)血液动力粘度增加时,微泡振动幅度、振动频率、血管壁应力及微泡大振动速度均减小.
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超声微泡造影剂的发展及新临床应用研究
目的:超声微泡造影剂经历了不同的技术发展阶段,目前靶向微泡造影剂的应用是一个重要的研究领域.方法:超声微泡造影剂可分为普通型和特殊型两类.普通超声造影剂经历了三个发展阶段,第一代为内含空气的气泡,无包膜且尺寸大;第二代内含空气,有膜包被,尺寸小;第三代内含氟碳类气体,有稳定的膜壳.靶向微泡造影剂是一类特殊造影剂,新研究用于超声-微泡介导的靶向分子成像,如血栓、炎症显影,还可用于溶栓治疗,靶向药物或基因治疗等方面.结果:超声造影剂的稳定性不断提高,靶向微泡造影剂经静脉注射可到达特定靶区,低能超声作用下可提高局部组织显影的分辨率.携带治疗药物或基因的靶向微泡造影剂在低频(1 MHz)超声作用下产生瞬态空化效应,细胞膜的通透性增加.因而有效提高了药物或基因的转染率.结论:超声联合靶向微泡技术在临床诊断和治疗中显示出了较大的优势,但其确切的生物学机制还未清楚,超声治疗参数需进一步优化.
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20 kHz超声辐照SonoVue联合DDP、MMC、5-FU对裸鼠肝癌细胞增殖和凋亡的影响
目的 了解20 kHz超声辐照SonoVue微泡联合化疗药顺铂(DDP)、丝裂霉素(MMC)、5-氟尿嘧啶(5-FU)对裸鼠肝癌移植瘤细胞增殖和凋亡的作用.方法 肝癌HepaG2细胞株注射48只裸鼠皮下,两周后成瘤,平均分成4组:对照组、超声组、化疗组、超声联合化疗组.对照组不采取任何处理.超声组裸鼠尾静脉注射声诺维微泡0.2 ml,低频超声(20 kHz,2 W/cm2,占空比40％,每次1 min,隔天,共2周)辐照肿瘤.化疗组裸鼠尾静脉每次注射DDP(1 mg/kg)、MMC(0.5 mg/kg)及5-FU(5 mg/kg),隔天,共2周.超声联合化疗组,先进行2周超声辐照,后进行2周化疗.治疗结束,每组随机处死6只裸鼠,取标本.TUNEL检测肿瘤组织细胞凋亡,免疫组化检测Ki-67蛋白表达,电镜观察微血管结构.其余每组6只裸鼠继续饲养,记录终生存时间.结果 四组肿瘤细胞凋亡率分别为:0.08±0.05、0.43±0.11、0.47±0.11及0.79±0.11.超声+化疗组与对照组比较,t=13.41,P<0.0001;与超声组比较,t=5.81,P=0.0021;与化疗组比较,t=3.63,P=0.0151.四组肿瘤组织Ki-67积分分别为:3.67±0.52、3.17±0.75、3±0.89、1.67±1.03.超声+化疗组与对照组比较,t=3.46,P=0.018;与超声组比较,t=2.7,P=0.0429;与化疗组比较,t=2.67,P=0.045.电镜显示:超声组、超声联合化疗组肿瘤微血管破裂,红细胞漏出组织间隙.对照组、化疗组肿瘤微血管壁清晰,无缺损.超声联合化疗组裸鼠生存期较长(χ2=29.37,P<0.0001).结论 低频超声辐照微泡联合化疗药物,可促进裸鼠肝癌组织细胞凋亡,抑制肿瘤细胞增殖.
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低频超声联合SonoVue微泡辐照兔颈动脉的实验研究
目的 了解低频超声联合微泡辐照兔颈动脉的效应.方法 麻醉处死6只新西兰大白兔,解剖分离出12根颈动脉,分成两组.一组6根颈动脉内注射超声对比剂SonoVue微泡及美兰染色液;另一组6根颈动脉内注射生理盐水及美兰.颈动脉置于含有生理盐水的塑料器皿中,低频超声(20 kHz,声强2 W/cm2)置于器皿下方,进行辐照.辐照完毕,对颈动脉进行病理检查.结果 充满SonoVue微泡的颈动脉超声辐照后平均3 s内,即出现蓝色液体缓慢溢出.病理H-E染色示颈动脉弹性膜分离,局部管壁缺损,破孔形成,断面粗糙不整齐.充满生理盐水的颈动脉超声辐照后25 s后,均未见液体溢出.H-E染色血管内膜光滑,管壁平滑肌连续性好,未见缺损.结论 低频超声辐照含SonoVue微泡的兔颈动脉,短时间内可致血管损伤,形成破孔.
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超声微泡体外转染NT-3基因的神经干细胞治疗大鼠失神经肌萎缩的形态学研究
目的 探讨体外利用超声微泡转染技术介导神经营养因子-3(NT-3)基因转染神经干细胞(NSCs),治疗大鼠失神经肌萎缩,观察大鼠胫骨前肌肌湿重及运动终板的形态学研究. 方法 将40只SD大鼠随机分为4组,建立右坐骨神经损伤模型;A组:将微泡造影剂与NSCs孵育培养并行超声辐照,之后体内移植;B组:微泡造影剂、NT-3蛋白与NSCs孵育培养并行超声辐照,之后体内移植;C组:携NT-3基因片段的质粒、微泡造影剂与NSCs共同孵育并行超声辐照,之后体内移植;D组:NSCs完全培养基体内移植作为空白对照.6周后处死大鼠,取大鼠右胫骨前肌,通过计算其湿重、并利用透射电镜观察肌纤维及运动终板的形态学改变. 结果 超声联合微泡介导NT-3基因转染神经干细胞治疗组(C组)的胫骨前肌湿重(患侧/健侧为0.337±0.047)及较其它对照组有一定改善(A、B、D组分别为0.075±0.030、0.306 ±0.023和0.235±0.019)(P＜0.05);电镜结果提示该组肌肉萎缩情况减轻. 结论 超声联合微泡介导NT-3基因转染神经干细胞能够在形态学方面改善失神经肌萎缩,为细胞移植或基因靶向治疗失神经肌萎缩提供了一种新的思路.
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超声联合微泡体外介导NT-3基因转染神经干细胞的超声占空比探讨
目的 探讨低频超声体外介导神经营养因子-3 (neurotrophin-3,NT-3)基因转染神经干细胞的适宜超声占空比条件. 方法 体外培养神经干细胞,在24孔板中加入200μl微泡(浓度20％)和20μl pEGFP-NT-3基因重组质粒(1 μg/μl)混合静置30 min.将500μl神经干细胞悬液(3×105/ml)加入到微泡和质粒混合液中,采用超声声强1.5 W/cm2,照射时间60s,占空比分别为10％、25％和50％.用1 MHz超声探头辐照上述混合液,转染后用流式细胞仪检测各组细胞基因转染率,MTT法检测神经干细胞存活率.空白对照组为未经超声辐照的质粒与神经干细胞混合物. 结果 随着超声占空比升高,细胞存活率逐渐降低.占空比为50％时,细胞存活率低于40％；占空比为25％时,细胞存活率高于60％,且基因转染率明显高于占空比10％和50％组,为(18.60±0.90)％. 结论 通过优化超声占空比条件,证明适宜的超声占空比为25％,神经干细胞转染率高,且细胞损伤较小.
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低剂量聚焦超声预辐照与微泡在高强度聚焦超声消融兔肝VX2移植瘤中的增效作用比较
目的：对比观察低剂量聚焦超声预辐照与微泡对高强度聚焦超声（HIFU）消融效果的影响，探讨低剂量预辐照的增效作用。方法55只荷瘤兔随机分为3组：低剂量预辐照+HIFU消融组、微泡+HIFU消融组、单纯HIFU消融组，观察低剂量预辐照后的病理变化，以及各组HIFU消融的时间、凝固性坏死体积、能效因子（EEF）、病理学变化及对声通道的影响等，并做统计学分析。结果低剂量预辐照24 h后肿瘤细胞明显水肿，胞浆内出现大量空泡，肿瘤间质内血管淤血。低剂量预辐照+HIFU消融组与微泡+HIFU消融组所用的消融时间明显短于单纯HIFU消融组，但在靶区产生凝固性坏死的体积增大，EEF值明显降低（P<0.05），而两组间的差异无统计学意义。低剂量预辐照增效的有效性及稳定性不如微泡，但对声通道的安全性高于微泡。结论低剂量预辐照具有与微泡相同的HIFU增效作用，同时具有无创、能集中作用于靶组织、安全性更高等优点，有可能成为一种新的安全有效的HIFU增效方法。
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载硫化氢气体超声微泡的制备及其性能评价
目的：制备一种新型的载硫化氢气体的脂质微泡（HSMB）并评价其理化特性和超声显影能力。方法硫化氢和全氟丙烷按4∶0、3∶1、2∶2、1∶3和0∶4混合后，机械震荡法制备5种载相应混合气体的HSMB，即HSMB4∶0、HSMB3∶1、HSMB2∶2、HSMB1∶3和HSMB0∶4。检测微泡的粒径及浓度并评价其稳定性，优化气体混合比例。选取优化的混合气体制备的HSMB，观察超声辐照对微泡浓度及下清液中硫化氢浓度的影响；观察大鼠心肌及肾脏的超声显影效果。结果 HSMB外观呈乳白色，镜下呈球形结构，无聚集现象。HSMB4∶0和HSMB3∶1微泡初始浓度较HSMB2∶2明显减少（P<0.05），且均随时间的延长逐渐降低。HSMB2∶2、HSMB1∶3和HSMB0∶4微泡初始浓度无差别（P>0.05），72 h内浓度无变化（P>0.05）。超声辐照后，HSMB2∶2微泡浓度显著减少（P<0.05），而下清液中的硫化氢浓度明显增加（P<0.05）。HSMB2∶2静脉注射后获得良好的心脏及肾脏超声显影效果。结论硫化氢和全氟丙烷以2∶2混合制备的HSMB浓度高、稳定性良好，可在超声辐照下释放硫化氢，具有良好的超声显像效果，有望实现硫化氢气体可视化靶向传输。
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载多烯紫杉醇脂质微泡增强人胰腺癌BxPC3细胞的增殖抑制和凋亡诱导作用
目的 制备载多烯紫杉醇脂质超声微泡、并研究其联合超声靶向微泡破裂技术(UTMD)对人胰腺癌BxPC3细胞的增殖抑制和凋亡诱导作用.方法 采用机械振荡法制备载多烯紫杉醇的脂质超声微泡,检测其粒径、zeta电位,载药量、包封率等性质,MTT法检测IC50,CCK-8法检测细胞毒性作用,流式细胞术检测细胞周期,Annexin V-FITC/PI双染法检测细胞凋亡率,TUNEL法检测细胞凋亡情况,并与单纯多烯紫杉醇药物组、多烯紫杉醇药物+超声组等进行比较 结果 载多烯紫杉醇超声微泡平均粒径1.6 μm,微泡的包封率为64.2％,平均裁药量为16.1％；载多烯紫杉醇脂质微泡组的细胞毒性作用强于其他各组(P＜0.01),细胞凋亡率高于其他各组( P＜0.01)；载多烯紫杉醇脂质微泡组G2/M期细胞增多,与其他组比较差异有统计学意义(P＜0.01).结论 载多烯紫杉醇脂质微泡联合UTMD能够增加G2/M期细胞阻滞,增强对BxPC3细胞的增殖抑制和凋亡诱导作用；载多烯紫杉醇脂质微泡有望成为一种治疗胰腺癌的新型药物载体.
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超声破坏微泡介导骨髓间充质干细胞移植的实验研究
目的 初步探讨超声破坏微泡介导骨髓间充质干细胞(MSCs)移植的可行性.方法 21只Wister大鼠分为3组:干细胞静脉移植组(MSCs-iv)、超声+干细胞组(US+MSCs-iv)、超声+微泡+干细胞组(US+MB+MSCs-iv).各组分别取1只大鼠的骨骼肌行HE染色观察显微结构.移植后7 d取各组剩余大鼠下肢股薄肌、半膜肌行免疫组化检测,观察MSCs移植数量;另外US+MB+MSCs-iv组同时取重要脏器行免疫组化检测,评估靶向性.结果 US+MB+MSCs-iv组大鼠股薄肌、半膜肌染色可见红细胞外溢到组织间隙,同时免疫组化结果显示股薄肌、半膜肌及脾脏可见较多移植的MSCs.而其他组骨骼肌未观察到阳性细胞.结论 超声靶向破坏微泡有可能成为提高干细胞移植效率的新方法.
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微泡空化效应对大鼠骨骼肌微循环的影响
目的 观察治疗剂量超声介导的微泡造影剂破坏产生的空化效应对大鼠骨骼肌微循环的影响.方法 将30只SD大鼠随机均分为对照组、微泡组、超声组(超声能量为1.5 W·cm-2)、高能量超声加微泡组(超声能量为1.5 W·cm-2)及低能量超声加微泡组(超声能量为0.75 W·cm-2),每组6只,按Gray法制备大鼠脊斜肌活体微循环观察标本,分别在处理前、处理后不同时间测量平均动脉压,用红细胞跟踪相关仪和电视测微仪测量微动静脉口径和血流流速,并用电镜观察大鼠脊斜肌组织结构的变化.结果 微泡空化效应对大鼠平均动脉血压和微血管口径无显著变化(P0.05);微血管血流速度减慢,血流量降低(P＜0.05).微循环血流速度和血流量下降和恢复的程度与超声能量有关,低能量组静脉血流速度及血流量15min左右可明显恢复,动脉血流速度及血流量1h左有可明显恢复,而高能量组2h微动静脉血流速度及血流量均未完全恢复.微泡空化效应能使毛细血管内皮细胞破裂,内皮间隙增宽,红细胞溢出于毛细血管外;2h后未发现内皮破口.结论 微泡空化效应对局部微循环及微血管产生损伤跟超声的能量有关,能量越小产生损伤越轻,局部微循环修复的速度越快.
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超声联合微泡对兔股动脉血栓的促溶作用
目的探讨无溶栓药物条件下超声+微泡对血栓溶解的作用.方法建立12只兔双侧股动脉急性血栓模型,对其中6只经静脉注射白蛋白微泡,一侧动脉接受经皮超声(超声+微泡组)而另一侧接受无超声治疗(微泡组).另外6只兔一侧动脉只接受超声治疗(超声组)而另一侧不接受任何处理(对照组).结果单独超声治疗的6条动脉只有2条再通,接受超声+微泡治疗的6条动脉全部实现再通(P=0.014),微泡组和对照组动脉无再通.超声+微泡组动脉再通时间和残余血栓面积比值显著小于超声组(P=0.004,P=0.003).结论超声作用下经静脉注射微泡能有效促进在体动脉血栓溶解.这对临床急性血栓形成患者有潜在的应用意义.
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评价超声破坏微泡联合骨髓间充质干细胞移植的靶向性
目的 评价超声破坏微泡联合骨髓间充质干细胞移植的靶向性.方法 Wister大鼠10只,离断右侧股动脉后7 d,经颈静脉输入白蛋白微泡和骨髓间充质干细胞(MSCs,6×106～7×106·mL-1)的混悬液2 mL的同时用参数为1.9 W/cm2的超声间断作用大鼠右侧缺血下肢骨骼肌180 s.处理后第7天,取右侧缺血下肢骨骼肌及各重要脏器,用免疫组化的方法 检测移植的MSCs.结果 免疫组化结果 显示大鼠下肢缺血骨骼肌及脾脏均可见较多移植的MSCs,而在心脏、肝脏、肾脏组织未检测到移植的MSCs.结论 利用超声破坏微泡技术联合MSCs移植具有较好的靶向性,有希望成为一种介导干细胞移植的新方法 .
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低频脉冲超声联合微泡对在体微小血管作用的实验研究
目的 探讨低频脉冲超声联合微泡对微血管的渗出作用.方法 20只新西兰大白兔分为4组:空白组、 单纯微泡组、 单纯超声组、 超声微泡组,进行实验观察.用频率为1 MHz,声压2000 MPa的脉冲超声辐照兔肠系膜及肠壁血管,在荧光显微镜下观察辐照前后肠系膜及肠壁上微血管的损伤,并静脉注入伊文思蓝溶液,观察超声辐照后对伊文思蓝溶液的渗出.结果 空白组、 单纯微泡组、 单纯超声组在超声辐照后肠系膜及肠壁上微血管内血流通畅,注入伊文思蓝溶液后,微血管内呈蓝色染色,血管周围未见渗出;超声微泡组在超声辐照后微血管周围可见渗出,部分形成血肿.结论 低频脉冲超声联合微泡对微小血管管壁产生损伤作用,血管周围可见渗出,部分形成血肿.
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微泡增强的超声空化增加兔睾丸组织伊文思蓝浓度的研究
目的：探讨微泡增强的超声空化增加睾丸组织的药物浓度的可行性。方法18只雄性8月龄性成熟新西兰兔随机分为空白对照组（C）、单纯微泡组（MB）、治疗超声组（TUS）、超声联合微泡辐照组（MEUS）4组，每组各9个。MB组给予静注微泡造影剂0.1 mL／kg ；TUS组给予超声辐照5 min；MEUS组给予静注微泡造影剂0.1 mL／kg的同时超声辐照5min；每组在治疗前5min均经耳缘静脉注射2％伊文思蓝（EB）2.5 mL／kg；治疗后1 h取各组睾丸组织制备组织匀浆测量 EB 浓度。结果 MEUS组兔睾丸组织内 EB 浓度高于其他各组（P＜0.05），差异有统计学意义。结论微泡增强的超声空化可以明显提高睾丸组织内EB浓度。
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微泡增强的超声空化对荷瘤兔乳腺癌作用效果的研究
目的 探讨微泡增强的超声空化对荷瘤兔乳腺癌的治疗效果.方法 建立兔VX2乳腺癌模型,肿瘤兔随机分成两组,超声微泡组及单纯超声组,各组于治疗前及治疗后分别行超声造影,分析造影前后肿瘤灌注情况.结果 超声微泡组治疗前后造影灰阶值改变明显,造影灰阶值从治疗前的(20.26±2.59)降至(3.71±1.61)(P<0.01);而单纯超声组肿瘤造影灰阶值无明显统计学差异(P>0.05).结论 微泡增强的超声空化对荷瘤兔乳腺癌有一定的治疗效果.
