激光共聚焦显微镜在肿瘤治疗研究中的应用
【摘要】激光扫描共聚焦显微镜是一种新的分子细胞生物学分析仪器，因其能迅速、直观、定量的检测到细胞内部微细结构的荧光图像，已经广泛应用于肿瘤的相关研究中。本文综述了对激光共聚焦显微镜在肿瘤的治疗中的应用进展。
【关键词】激光扫描共聚焦显微镜；肿瘤；治疗
1前言
激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)是二十世纪80年代发展起来的新一代分子细胞生物学分析仪器，比传统的光学显微镜和荧光显微镜分辨率高，可广泛引用于用于观察固定细胞、活细胞或组织内部微细结构的荧光图像，在亚细胞水平上观察诸如Ca 2 +、pH 、膜电位等生理信号及细胞形态的动态变化。LSCM通过检测与肿瘤相关生理信号的变化，可以从细胞和分子水平上为肿瘤的早期诊断和治疗提供一个强有力的研究工具，下面对近年来LSCM在肿瘤研究中的应用进行简要综述。
2 肿瘤药物作用机制研究
, http://www.100md.com
光动力疗法 (PDT)是一种新的癌症治疗方法，利用光敏剂破坏肿瘤组织。研究表明，光敏剂的亚细胞定位特点与靶细胞光敏损伤位点高度相关，是PDT损伤效应的重要影响因素。Trivedi NS等[1]利用双光子LSCM发现光敏剂Pc 4在小鼠淋巴瘤(LY-R)细胞中优先与线粒体和高尔基体紧密结合。周园[2]用LSCM观察到，荧光基团FITC标记的抗肿瘤药物PHⅡ-7在肿瘤细胞系K562及其耐药肿瘤细胞系K562/A02中，其分布均由细胞质逐渐向细胞核转移，说明PHⅡ-7的作用靶点为细胞核。
3 肿瘤药物在细胞内的动态追踪
有些自发荧光的抗肿瘤药物如阿霉素，可以在LSCM下动态追踪到药物在肿瘤细胞内的实时分布及定位的情况，这样就为肿瘤药物作用机制的研究提供了更加直观的证据。Feofanov[3]等应用CSI技术定量分析技术，对MITOX在人类白血病K562细胞内的吸收进行定量分析和亚细胞定位。结果发现MITOX在细胞内的环境中高度倾向于自聚集，这种积聚可能是药物在能持续并长期作用于细胞的决定因素。
, 百拇医药
4 肿瘤对药物敏感性研究
化疗药物具有诱导敏感肿瘤细胞凋亡的能力，大量实验证明药物诱导细胞凋亡的过程普遍存在胞质Ca2+浓度的持续升高，用LSCM辅以钙荧光探针活体测量Ca2+浓度较之传统方法具有无可比拟的优点，如荧光探针易于导入，空间分辨率高，反应速度快，多离子同时测定等。张向阳[4]通过应用Ca2+特异性荧光指示剂Flou-3/AM，在LSCM下观察30例乳腺肿瘤、25例胃肿瘤和5例喉肿肿瘤患者手术切除的新鲜肿瘤组织中提取细胞培养后，分别用5种化疗药物处理后，细胞中Ca2+浓度和药敏的关系：研究显示敏感药物能使肿瘤细胞的Ca2+浓度发生较大变化。
5 新型抗肿瘤药物载体的研究
药物载体的尺寸在药物传输方面是一个关键问题，不同尺寸的纳米颗粒在人体内的疗效不同。WU[5]构建了一种不需要乳化剂与有机溶剂，制备尺寸可调控的具有网络结构的纳米凝胶的方法。通过LSCM对药物载体在人肺癌细胞A549中的内在化行为观察，发现载药纳米凝胶能大量被A549细胞所吞噬，且大部分的药物存在于细胞质中，定位于酸性的细胞器。
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6结语
随着现代生物医学研究的不断深入，LSCM以其高分辨率、快速、直观且能实时检测活细胞内多种参数的变化的优势，实现了普通显微镜功能的飞跃，满足了研究者不断提升的需求。随着LSCM成像技术的不断完善和发展以及抗肿瘤药物研究的不断深入，它必将成为肿瘤研究的有利武器。
参考文献
[1]Trivedi NS, Wang HW, Nieminen AL,et al. Quantitative analysis of Pc 4 localization in mouse lymphoma (LY-R)cells via double-label confocal fluorescence microscopy [J].Photochem Photobiol, 2000,71(5)：634-639.
[2]周园,王彩云,苏晔,等.3-取代芳基氧化吲哚在肿瘤细胞内的定位[J].中国药理学通报.2009,25(6):751-754.
, 百拇医药
[3]Feofanov A, Sharonov S, Fleury F,et al.Quantitative confocal spectral imaging analysis of mitoxantrone within living K562 cells: intracellular accumulation and distribution of monomers,aggregates,naphtoquinoxaline metabolite,and drug-target complexes [J].Biophys J. 1997,73(6): 3328-3336.
[4]张向阳,门金娥,郑海萍,等.激光扫描共聚焦显微镜检测肿瘤细胞药敏的临床意义[J].天津医药,2007,35(10),769-70.
[5]Wu J, Liu XQ, Wang YC,et al. Template-free synthesis of biodegradable nanogels with tunable sizes as potential carriers for drug delivery[J].J Mater Chem, 2009, 19(10): 7856-63.
本课题受到广东医学院青年基金资助, http://www.100md.com(王炜 程小广)
【关键词】激光扫描共聚焦显微镜；肿瘤；治疗
1前言
激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)是二十世纪80年代发展起来的新一代分子细胞生物学分析仪器，比传统的光学显微镜和荧光显微镜分辨率高，可广泛引用于用于观察固定细胞、活细胞或组织内部微细结构的荧光图像，在亚细胞水平上观察诸如Ca 2 +、pH 、膜电位等生理信号及细胞形态的动态变化。LSCM通过检测与肿瘤相关生理信号的变化，可以从细胞和分子水平上为肿瘤的早期诊断和治疗提供一个强有力的研究工具，下面对近年来LSCM在肿瘤研究中的应用进行简要综述。
2 肿瘤药物作用机制研究
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光动力疗法 (PDT)是一种新的癌症治疗方法，利用光敏剂破坏肿瘤组织。研究表明，光敏剂的亚细胞定位特点与靶细胞光敏损伤位点高度相关，是PDT损伤效应的重要影响因素。Trivedi NS等[1]利用双光子LSCM发现光敏剂Pc 4在小鼠淋巴瘤(LY-R)细胞中优先与线粒体和高尔基体紧密结合。周园[2]用LSCM观察到，荧光基团FITC标记的抗肿瘤药物PHⅡ-7在肿瘤细胞系K562及其耐药肿瘤细胞系K562/A02中，其分布均由细胞质逐渐向细胞核转移，说明PHⅡ-7的作用靶点为细胞核。
3 肿瘤药物在细胞内的动态追踪
有些自发荧光的抗肿瘤药物如阿霉素，可以在LSCM下动态追踪到药物在肿瘤细胞内的实时分布及定位的情况，这样就为肿瘤药物作用机制的研究提供了更加直观的证据。Feofanov[3]等应用CSI技术定量分析技术，对MITOX在人类白血病K562细胞内的吸收进行定量分析和亚细胞定位。结果发现MITOX在细胞内的环境中高度倾向于自聚集，这种积聚可能是药物在能持续并长期作用于细胞的决定因素。
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4 肿瘤对药物敏感性研究
化疗药物具有诱导敏感肿瘤细胞凋亡的能力，大量实验证明药物诱导细胞凋亡的过程普遍存在胞质Ca2+浓度的持续升高，用LSCM辅以钙荧光探针活体测量Ca2+浓度较之传统方法具有无可比拟的优点，如荧光探针易于导入，空间分辨率高，反应速度快，多离子同时测定等。张向阳[4]通过应用Ca2+特异性荧光指示剂Flou-3/AM，在LSCM下观察30例乳腺肿瘤、25例胃肿瘤和5例喉肿肿瘤患者手术切除的新鲜肿瘤组织中提取细胞培养后，分别用5种化疗药物处理后，细胞中Ca2+浓度和药敏的关系：研究显示敏感药物能使肿瘤细胞的Ca2+浓度发生较大变化。
5 新型抗肿瘤药物载体的研究
药物载体的尺寸在药物传输方面是一个关键问题，不同尺寸的纳米颗粒在人体内的疗效不同。WU[5]构建了一种不需要乳化剂与有机溶剂，制备尺寸可调控的具有网络结构的纳米凝胶的方法。通过LSCM对药物载体在人肺癌细胞A549中的内在化行为观察，发现载药纳米凝胶能大量被A549细胞所吞噬，且大部分的药物存在于细胞质中，定位于酸性的细胞器。
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6结语
随着现代生物医学研究的不断深入，LSCM以其高分辨率、快速、直观且能实时检测活细胞内多种参数的变化的优势，实现了普通显微镜功能的飞跃，满足了研究者不断提升的需求。随着LSCM成像技术的不断完善和发展以及抗肿瘤药物研究的不断深入，它必将成为肿瘤研究的有利武器。
参考文献
[1]Trivedi NS, Wang HW, Nieminen AL,et al. Quantitative analysis of Pc 4 localization in mouse lymphoma (LY-R)cells via double-label confocal fluorescence microscopy [J].Photochem Photobiol, 2000,71(5)：634-639.
[2]周园,王彩云,苏晔,等.3-取代芳基氧化吲哚在肿瘤细胞内的定位[J].中国药理学通报.2009,25(6):751-754.
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[3]Feofanov A, Sharonov S, Fleury F,et al.Quantitative confocal spectral imaging analysis of mitoxantrone within living K562 cells: intracellular accumulation and distribution of monomers,aggregates,naphtoquinoxaline metabolite,and drug-target complexes [J].Biophys J. 1997,73(6): 3328-3336.
[4]张向阳,门金娥,郑海萍,等.激光扫描共聚焦显微镜检测肿瘤细胞药敏的临床意义[J].天津医药,2007,35(10),769-70.
[5]Wu J, Liu XQ, Wang YC,et al. Template-free synthesis of biodegradable nanogels with tunable sizes as potential carriers for drug delivery[J].J Mater Chem, 2009, 19(10): 7856-63.
本课题受到广东医学院青年基金资助, http://www.100md.com(王炜 程小广)