磁性纳米粒介导沉默PI3Kγ基因调控肿瘤相关巨噬细胞抗小鼠肺癌细胞效应的研究

为了探讨超顺磁性Fe3O4纳米粒子(superparamagnetic iron oxide nanoparticles,SPIONs)介导的磷脂酰肌醇3激酶γ(phosphatidylinositol 3 kinaseγ,PI3Kγ)抑制表达调控的肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophages,TAM)对小鼠Lewis肺癌细胞(Lewis lung carcinoma,LLC)增殖和凋亡的影响,该研究构建了能启动巨噬细胞(macrophage,MФ)特异性表达PI3Kγ催化亚基p100 siRNA的pSilencer-EGFP-SP-p110质粒,通过SPIONs负载成磁性纳米质粒复合物(SPIONs-DNA),在强磁作用下转染MФ,通过普鲁士蓝染色法检测SPIONs-DNA在细胞内的分布,Real-time PCR和Western blot检测细胞PI3Kγp110亚基的表达水平。建立M1、M2型MФ模型,将SPIONs-DNA在强磁作用下转染M2型MФ,通过Real-time PCR和Western blot鉴定细胞表型,明确M2型MФ转化为M1型的强度。采用Transwell系统建立SPIONs-DNA转染的M2型MФ与小鼠LLC细胞的共培养模型,通过锥虫蓝染色法检测LLC细胞的活细胞数并绘制细胞生长曲线,CCK-8法检测LLC细胞增殖情况,硝酸还原酶法检测共培养液上清中NO含量,流式细胞术检测LLC细胞凋亡情况。结果显示,制备的SPIONs-DNA在强磁作用下成功转染MФ并大量分布在细胞胞核周围,SPIONs-DNA转染组细胞PI3Kγp110 mRNA和蛋白表达水平显著低于空白细胞对照组(P<0.05)。建立的M1型MФ高表达iNOS(P<0.001),M2型MФ高表达ARG-1(P<0.001)。M2型MФ转染SPIONs-DNA后细胞iNOS mRNA和蛋白的表达显著增加(P<0.001),ARG-1 mRNA和蛋白的表达显著降低(P<0.01)。在共培养组中,SPIONs-DNA转染的M2型MФ组能大量分泌NO,LLC细胞生长和增殖能力显著降低(P<0.05),凋亡率显著增高(P<0.01)。结果表明,磁性纳米粒负载pSilencer-EGFP-SP-p110重组质粒能够特异性靶向抑制巨噬细胞PI3Kγp110的表达,诱导M2型MФ转化为M1型;其转染的M2型MФ可显著抑制LLC细胞的生长和增值,促进细胞凋亡,这与其大量分泌NO有关。该磁性纳米质粒复合物可诱导TAM发挥抗肿瘤作用,为研究开发有效的抗肺癌基因治疗措施奠定基础。