常铭谕
双剑合璧-基于铜锰共掺杂介孔二氧化硅纳米平台的声动力疗法治疗良性前列腺增生的应用研究
报告人:常铭谕
所在单位:北京电力医院泌尿外科；北京市卫生健康委员会泌尿外科研究所
报告人简介:略
报告摘要:
背景：良性前列腺增生（Benign prostatic hyperplasia，BPH）的现有治疗面临临床挑战，其传统手术疗法伴随性功能障碍和恢复期漫长等围术期风险。现有新兴治疗方法虽能解决部分问题，但仍存在较严苛适应症、疗效不彻底及复发率较高等问题，急需高效、精准、超微创的治疗策略。声动力治疗（Sonodynamic therapy，SDT）通过高穿透性的超声波激活特定区域富集的声敏剂，产生活性氧（Reactive oxygen species, ROS）实现对靶组织的选择性消融。SDT通过在空间和时间上的高度可控性，结合纳米材料显著提高SDT治疗效率。声敏纳米材料的SDT在肿瘤治疗领域展现出巨大潜力，但鲜有研究报导SDT结合声敏纳米材料治疗BPH的可行性与潜在机制研究。 目的：为了满足对更安全、超微创替代疗法的迫切需求，我们开发了一种基于铜-锰共掺杂介孔二氧化硅纳米颗粒（Cu–Mn@SiO2）的声敏纳米平台，用于超声诱导的声动力疗法，以期为良性前列腺增生的治疗提供新策略。 方法：1、通过透射电镜观察Cu–Mn@SiO2的微观外貌与粒子大小，检测比表面积、金属价态和声动力催化性能来评估的Cu–Mn@SiO2的表征。2、采用CCK8细胞增殖实验、Annexin-pi流式细胞凋亡实验、集落形成实验，评估Cu–Mn@SiO2对BPH-1和WPMY-1细胞系的细胞毒性、增殖和凋亡的影响。3、结合DCFH-DA探针，通过荧光显微镜与流式细胞学实验检测SDT联合Cu–Mn@SiO2对BPH-1和WPMY-1细胞系胞内活性氧含量的影响；通过Western blot检测SDT联合Cu–Mn@SiO2对BPH-1和WPMY-1细胞系氧死亡通路蛋白表达的影响；通过小干扰RNA敲降PGAM5检测SDT联合Cu–Mn@SiO2对细胞增殖和氧死亡通路蛋白表达影响。4、结合JC-1探针，通过荧光显微镜与流式细胞学实验实时监测Cu–Mn@SiO2对BPH-1和WPMY-1细胞系线粒体膜电位的影响，Western Blot实时监测PGAM5蛋白的表达变化，并通过透射电镜观察Cu–Mn@SiO2对BPH-1和WPMY-1细胞系线粒体形态的影响。5、构建睾酮诱导的BPH大鼠模型，检测声敏纳米材料Cu–Mn@SiO2对前列腺体积、重量以及膀胱排尿功能的影响，并通过血液常规和主要脏器功能检测生物安全性指标，进行组织HE、Masson和天狼星红染色检测前列腺组织学变化。 结果：1、Cu-Mn@SiO2直径约为200 nm，形态为椭球型。N2吸脱附实验表明Cu-Mn@SiO2的比表面积为310.252 m2/g，孔径集中于3.44 nm。XPS实验表明铜锰金属元素多价态表现，ESR实验、甲基蓝还原实验和1,3-二苯基异苯并呋喃实验表明Cu-Mn@SiO2具有良好的声动力产ROS效能。2、体外实验结果表明，Cu–Mn@SiO2介导的SDT可在BPH-1细胞和WPMY-1细胞中展现显著细胞毒作用。3、Cu–Mn@SiO2结合SDT显著增强BPH-1细胞和WPMY-1细胞内活性氧的生成，激活氧死亡通路，敲降PGAM5后显著抑制Cu–Mn@SiO2结合SDT的细胞毒效应与氧死亡通路激活效应。4、Cu–Mn@SiO2结合SDT触发PGAM5长链蛋白剪切与耗竭、并促进线粒体膜电位去极化和线粒体损伤。5、在睾酮诱导的BPH大鼠模型中，结合Cu–Mn@SiO2的局部声动力治疗显著缩减前列腺体积，并显著改善了排尿功能。热成像实验证实了结合Cu–Mn@SiO2的SDT在前列腺区域实现了特异性升温，且不影响周围组织。组织病理学分析显示，治疗后间质胶原沉积减少，腺体形态得以恢复；同时，全面的生物安全性评估表明该疗法无全身性毒性。 结论：本研究通过聚焦超声激活的方式，在增生的前列腺组织内精准诱导氧死亡，这种基于Cu–Mn@SiO2的SDT为BPH的治疗提供了一种具有临床转化潜力、超微创且安全性良好的新策略。
关键词：良性前列腺增生，声动力治疗，介孔二氧化硅纳米材料，氧死亡，超微创治疗
