低频超声联合微泡造影剂促进增强型绿色荧光蛋白质粒转染裸鼠人前列腺癌皮下移植瘤的实验研究

目的 探讨低频超声联合微泡造影剂促进增强型绿色荧光蛋白质粒（pEGFP）转染裸鼠人前列腺癌皮下移植瘤的可行性,并观察不同超声声强对转染率的影响。方法 BABL/c裸鼠30只建立人前列腺癌皮下移植瘤模型,然后随机分为单纯低频超声组和低频超声＋微泡组2组,每组各15只。单纯低频超声组裸鼠分别经尾静脉注射质粒与0.9%氯化钠混悬液250μl（其中含pEGFP质粒50μg）,低频超声＋微泡组裸鼠分别经尾静脉注射质粒与微泡混悬液250μl（其中含pEGFP质粒50μg）。每组裸鼠再分为3个亚组,每组各5只,分别以声强为1、2、3 W/cm^2的超声（频率80 kHz,占空比50%）辐照10 min。超声辐照后第3天采用激光共聚焦显微镜观察各组绿色荧光蛋白表达情况并分析各组平均荧光强度,同时进行常规病理学检查。采用单因素方差分析比较单纯低频超声组及低频超声＋微泡组平均荧光强度,进一步组间两两比较采用SNQ-q检验。结果 1、2、3 W/cm^2低频超声＋微泡组平均荧光强度分别为23.75±2.54、30.25±1.67、59.60±2.03,均高于相对应的1、2、3 W/cm^2单纯低频超声组平均荧光强度14.04±1.35、14.66±0.98、14.32±1.20,且差异均有统计学意义（q值分别为18.26、14.12、13.88,P均＜0.05）;且随着超声声强的增加,低频超声＋微泡组平均荧光强度也增高,且差异均有统计学意义（q值分别为15.33、17.81、13.79,P均＜0.05）,说明随着超声声强的增强,低频超声＋微泡组转染率明显增高。单纯低频超声组均未见明显的绿色荧光。常规病理学检查显示各组均未对组织造成明显的损伤。结论 超声联合微泡造影剂能有效促进pEGFP质粒转染裸鼠人前列腺癌皮下移植瘤,而在一定范围内增高声强能提高转染率。     

低频超声辐照联合微泡抑制裸鼠人前列腺癌移植瘤的实验研究

目的 观察低频超声(20 kHz)辐照联合静脉注射微泡造影剂SonoVue对裸鼠人前列腺癌Du145移植瘤的抑瘤效应,并探讨其可能的抑瘤机制.方法 通过细胞移植和瘤块移植方法建立24只裸鼠人前列腺癌Du145移植瘤模型,随机分为超声微泡组、单纯超声组、单纯微泡组和对照组,每组6只.超声微泡组:尾静脉注射0.2 mL SonoVue的同时对瘤体行20 kHz超声辐照,辐照强度2 W/cm2,辐照2 min;单纯超声组:尾静脉持续缓慢推注生理盐水0.2 mL,同时超声辐照2 min;单纯微泡组:尾静脉持续缓慢推注SonoVue 0.2 mL同时行假照;对照组不做任何处理.各组均隔天治疗1次,共3次.治疗后测量瘤体大小,绘制瘤体生长曲线,计算抑瘤率.首次治疗后14 d剥离瘤体,通过光镜、电镜观察肿瘤组织病理改变.免疫组织化学法观察CD34阳性染色血管,计算肿瘤微血管密度(MVD),比较各组间MVD的差异.结果 24只裸鼠均成功植瘤.治疗后超声微泡组瘤体体积明显小于其他各组(P＜0.05),抑瘤率为62.70%.HE染色观察超声微泡组瘤体组织大部分损伤坏死,电镜下超声微泡组肿瘤内微血管的内皮细胞损伤,线粒体肿大,基底膜断裂.超声微泡组瘤体内CD34阳性染色微血管数减少,其MVD值显著低于其他各组(P＜0.05).结论 20 kHz低频超声辐照联合微泡造影剂SonoVue可有效抑制裸鼠人前列腺癌移植瘤的生长,其抑瘤机制是超声空化效应破坏肿瘤的微血管.     

微泡增强低频超声空化抑制裸鼠前列腺癌移植瘤

目的观察低频超声（20kHz）辐照联合静脉注射微泡造影剂SonoVue对裸鼠前列腺癌（Dul45）移植瘤的抑瘤效应,并探讨其可能的抑瘤机制。方法通过细胞移植和瘤块移植方法建立24只裸鼠前列腺癌Dul45移植瘤模型,随机分为超声微泡组、单纯超声组、单纯微泡组和对照组,每组各6只。超声微泡组：尾静脉注射0．2mLSonoVue的同时对瘤体行20kHz超声辐照,辐照强度200mW／cm2;单纯超声组：尾静脉注射生理盐水0．2mL,同时超声辐照2min;单纯微泡组：尾静脉注射SonoVue0．2mL同时行假照,各组均隔天1次,共3次,对照组不做任何处理。治疗后测量瘤体大小,绘制瘤体生长曲线,计算抑瘤率。首次治疗后14d剥离瘤体,通过光学显微镜、电子显微镜观察肿瘤组织病理改变。免疫组织化学方法观察CD34阳性染色血管,计算肿瘤微血管密度（microvesseldensity,MVD）,比较各组间MVD的差异。结果24只裸鼠均成功植瘤。治疗后超声微泡组瘤体体积均数明显小于其他3组（P〈O．05）,抑瘤率为62．7％。光学显微镜下超声微泡组瘤体组织大部分损伤坏死,电子显微镜下超声微泡组肿瘤内微血管的内皮细胞损伤,线粒体肿大,基底膜断裂。超声微泡组瘤体内CD34阳性染色微血管数减少,其MVD值显著低于其他各组。结论20kHz低频超声辐照联合微泡造影剂SonoVue可有效抑制裸鼠人前列腺癌移植瘤的生长,其抑瘤机制可能是通过超声空化效应破坏肿瘤的微血管实现的。     

诊断超声联合微泡对肿瘤微循环的作用

目的 探讨高机械指数诊断超声联合微泡对大鼠Walker-256肿瘤微循环的作用。 方法 将29只皮下荷Walker-256肿瘤SD大鼠随机分为超声微泡组(n=15)、单纯超声组(n=7)和假照组(n=7):对超声微泡组采用声辐射力脉冲(ARFI)成像模式下诊断超声连续激励20次辐照肿瘤,同时经尾静脉推注微泡0.04 ml;对单纯超声组在行超声辐照的同时以等量生理盐水代替微泡;对假照组则采用假照方式,仅推注等量微泡溶液,但不发射超声能量。对所有动物于辐照前、辐照后即刻、10、20 min行CEUS检查。最后每组随机选取3只动物获取肿瘤组织标本,行病理学检查。 结果 辐照后即刻,超声微泡组辐照区几乎无造影剂充填,呈负性显影,肿瘤区平均造影峰值强度(PI)由25.17%减低到12.01%(P<0.01);单纯超声组及假照组辐照后即刻可见造影剂快速充填,灌注良好(P>0.05)。10 min后,超声微泡组造影可见血流逐渐恢复,但PI仍降低;20 min后肿瘤血流基本完全恢复,呈高灌注(P>0.05)。 结论 高机械指数诊断超声联合微泡能特异性地暂时降低大鼠Walker-256皮下移植瘤的微循环。     

超声微泡介导血管内皮生长因子反义寡核苷酸抑制裸鼠膀胱肿瘤

目的 探讨利用超声辐照微泡造影剂介导血管内皮生长因子(VEGF)-反义寡核苷酸(ASODN)对人膀胱癌裸鼠移植瘤的抑制效应. 方法 建立人膀胱癌裸鼠皮下移植瘤模型后,将24只成瘤裸鼠随机分为4组:UM+ASODN组每只裸鼠尾静脉注射微泡造影剂与VEGF-ASODN混合物,并对移植瘤体用超声波进行辐照;脂质体+ASODN组每只裸鼠尾静脉注射VEGF-ASODN与脂质体混合物;UM组每只裸鼠尾静脉注射微泡造影剂并以同样的条件进行体外超声辐照;单纯对照组每只裸鼠尾静脉注射生理盐水,各组处理每隔2 d进行一次,共计5次.观察裸鼠移植瘤生长情况,免疫组化SP法测Ki67、CD34、VEGF的表达,计算微血管密度、细胞增殖指数,TUNEL法测细胞凋亡指数. 结果 UM+ASODN组裸鼠皮下肿瘤生长速度较对照组明显减慢,肿瘤组织VEGF的表达及微血管密度较对照组降低(P＜0.05);与对照组相比,UM+ASODN组肿瘤细胞的凋亡增加(P＜0.01),而细胞增殖减少(P＜0.05). 结论 超声微泡介导的VEGF-ASODN转染能有效抑制膀胱癌裸鼠皮下移植瘤.     

超声介导击破微泡增强型绿色荧光蛋白转染正常大鼠关节滑膜组织

目的 探讨超声击破微泡介导增强型绿色荧光蛋白(EGFP)转染大鼠关节滑膜组织的可行性。 方法 将20只正常清洁级Wister大鼠分为4组,每组5只(10个膝关节)。单纯质粒组:10 μg EGFP注射入大鼠关节腔内;超声+质粒组:EGFP注射入大鼠关节腔内,超声持续照射10 min;微泡+质粒组:300 μl SonoVue与10 μg EGFP混合注射入大鼠关节腔内;超声+微泡+质粒组:将300 μl SonoVue与10 μg EGFP混合后注射入大鼠关节腔内,超声持续照射10 min。3天后取出大鼠膝关节滑膜组织,直接贴在载玻片上,在荧光显微镜480 nm波长激发状态下观察EGFP转染效果。 结果 单纯质粒组、超声+质粒组和微泡+质粒组的大鼠膝关节滑膜组织EGFP的荧光强度稍有增强;超声+微泡+质粒组EGFP的荧光强度明显增强。 结论 超声介导微泡可以实现EGFP质粒对正常大鼠关节滑膜组织的转染。     

实时三维诊断超声激励瘤内注射微泡增强兔VX2移植瘤化疗效果

目的 探讨实时三维诊断超声激励瘤内注射微泡增强VX2移植瘤化疗效果的价值。方法 将24个兔VX2移植瘤模型随机分为4组,每组6只,分别为空白对照组(A组)、单纯多柔比星(Dox)组(B组)、实时三维诊断超声+微泡组(C组)、实时三维诊断超声+微泡+Dox组(D组)。对实验兔静脉注射Dox 1.2 ml/kg,瘤内注射微泡、约为肿瘤体积的1/2,辐照时间为20 min,机械指数(MI)1.3。于第1、3、5、8天对每组肿瘤进行治疗,共治疗4次。治疗后第10天剥离肿瘤,计算各组肿瘤体积总体生长率。结果 治疗后第10天,D组肿瘤体积明显小于其余3组(P<0.05);4组肿瘤体积总体生长率分别为A组100%,B组15.11%,C组118.22%,D组-30.81%。D组肿瘤体积在治疗后1~3天内略有增大,之后明显下降。结论 实时三维诊断超声激励瘤内注射微泡联合静脉注射Dox能够明显抑制兔VX2移植瘤的生长。     

靶向微泡造影剂促进兔心肌梗死骨髓干细胞移植后血管新生及心肌力学改变

目的 应用斑点追踪技术评价靶向微泡造影剂注射后兔心肌梗死区域骨髓干细胞移植疗效。 方法 制备靶向微泡超声造影剂(携CD34单克隆抗体)。将36只新西兰大白兔随机分为对照组(单纯移植组)、普通造影剂组(移植+C组)及靶向造影剂组(移植+T组),分别于急性心肌梗死(AMI)前、AMI后3天、干细胞移植术后4周行心肌超声造影(MCE),采用彩色编码参数量化(PQ)技术对比各组干细胞移植前后梗死区域心肌灌注参数,同时对3组动物心肌梗死干细胞移植区域心肌的径向应变率(SrR)、圆周应变率(SrC)、旋转率(RotR)、收缩期S峰值及心肌扭转角度(Rot)进行斑点追踪分析,并于移植4周后检测微血管密度。 结果 干细胞移植后各心肌节段的A、β和A×β值均较本组内移植前改善,移植+T组改善最为明显(P均<0.05)。各组左心室前壁的SrR、SrC、RotR及Rot均较本组内移植前增高(P均<0.01),并与左心室射血分数相关。 结论 靶向微泡造影剂对兔骨髓干细胞移植后微血管新生具有一定作用。     

超声激励荧光微泡对兔乳腺癌转移淋巴结的释放作用

目的 观察超声激励荧光微泡空化对兔乳腺癌转移淋巴结的荧光释放作用。 方法 使用二甲基亚砜(DMSO)溶解绿色细胞膜荧光分子探针(DiO),抽取少量溶解液与脂质微泡混和,通过高速机械振荡制成荧光微泡。选取16只荷VX2乳腺癌的新西兰大白兔随机分成荧光微泡联合超声空化组和单纯荧光微泡组。荧光微泡联合超声空化组经瘤周皮下注射1 ml荧光微泡并按摩,待瘤周引流淋巴结超声显影后,采用脉冲式治疗超声间歇辐照淋巴结5次,共30 min;单纯荧光微泡组同样经瘤周皮下注射荧光微泡并按摩,但给予治疗超声假照。剖取淋巴结标本行冰冻组织切片,于激光共聚焦显微镜下观察淋巴结内的荧光分布情况,并定量分析荧光面积、累积光密度(IOD)及平均光密度(AOD)。 结果 荧光微泡联合超声空化组淋巴结的荧光面积、IOD和AOD均高于单纯荧光微泡组(P均<0.05)。 结论 荧光脂质微泡经瘤周注射不仅可进入兔乳腺癌模型的淋巴管使淋巴结显影,且可在治疗超声的激励作用下实现荧光物质在局部淋巴结高浓度释放。     

超声靶向破坏微泡技术介导shRNA抑制小鼠肝癌细胞株JNK1基因表达

目的 探讨应用超声靶向破坏微泡（UTMD）技术介导shRNA抑制小鼠肝癌细胞株JNK1基因表达的能力。方法 构建并筛选shRNA最佳表达载体。体外培养肝癌细胞Hca-F,共分为5组：A组为空白对照组;B组为shRNA质粒组;C组为脂质体组;D组为超声微泡+超声辐照组;E组为脂质体+超声微泡+超声辐照组。应用倒置荧光显微镜观察转染率;荧光定量PCR检测JNK1的mRNA水平;Western-Blot检测JNK1的蛋白质表达。结果 获得了shRNA干扰效果最好的表达载体。各组转染率比较：E组均大于B、C、D组（P均<0.05）;C、D组之间差异无统计学意义（P>0.05）。荧光定量PCR和Western-Blot检测各组JNK1mRNA和蛋白表达比较：E组的JNK1mRNA和蛋白表达水平均最低（P均<0.05）。结论 脂质体转染法与UTMD技术结合可以提高小鼠肝癌细胞株JNK1 shRNA的转染效率,并能够增强基因表达的抑制效果。     

微泡造影剂联合超声辐照介导的绿色荧光蛋白质粒转染小鼠肝癌的实验研究

目的探讨微泡造影剂SonoVue联合超声辐照在介导体内基因转染中的作用。方法建立小鼠肝癌皮下移植瘤模型，尾静脉注入绿色荧光蛋白质粒（pEGFP），添加或不添加SonoVue，脉冲多普勒超声辐照（1MHz，2W／cm^2）瘤组织。持续时间1、5、10min，7d后流式细胞仪、荧光显微镜评价pEGFP转染率。HE染色行肿瘤病理学检查。结果SonoVue联合超声辐照组pEGFP的转染率显著高于单纯超声辐照组（P〈0．01）；仅SonoVue与单纯pEGFP2组间转染率无显著差异（P〉0．05）；辐照时间5、10min时pEGFP表达明显高于1min（P〈0．05）。5与10min组间pEGFP表达无显著差异（P〉0．05）。HE染色肿瘤组织无坏死灶出现。结论微泡造影剂联合超声辐照可明显提高基因转染率，且对组织无损害。     

超声辐照和SonoVue微泡在介导hAng-1基因体外转染时的作用和量效关系探讨

目的 探讨超声辐照和SonoVue微泡分别使用和联用在介导hAng-1基因体外转染过程中的作用以及辐照强度和微泡浓度对转染效率和细胞活性的影响.方法 实验分四组A组:单纯超声辐照+质粒组;B组:微泡+质粒组;C组:超声辐照+微泡+质粒组和空白对照组D组. C组内转染参数分别设置为超声照射强度0.5、1.0 、1.5和2.0 W/cm~2,微泡浓度5%、10%、20%、30%和40%.将连接有eGFP-C_3-hAng-1质粒的SonoVue微泡对293T细胞进行转染,48 h后检测各组基因转染效率和细胞存活率. 结果转染48 h后C组转染效率最高,荧光阳性细胞数最多,强度最大;A组转染效率很低,见少量荧光表达;B、D组无明显基因转染发生.随着超声照射强度和微泡浓度的增加,基因转染效率会逐步升高,具有统计学意义.微泡浓度大于20%、超声照射强度超过1.5 W/cm~2后基因转染效率不再升高甚至降低,细胞死亡率显著增高(P<0.01).结论 SonoVue微泡介导外源基因转染必须联合超声辐照才能获得较好的转染效率.对于hAng-1基因和SonoVue微泡,选择声强1.5 W/cm~2,微泡浓度20%是相对最佳转染条件.     

低频超声联合微泡造影剂增强脂质体介导pEGFP-N1基因转染体外前列腺癌细胞

目的探讨低频超声联合微泡造影剂增强脂质体介导增强型绿色荧光蛋白质粒(pEGFP-N1)转染前列腺癌细胞的可行性,并对超声微泡浓度参数进行优化。方法将前列腺癌PC-3细胞悬液分为空白对照组、超声组、微泡组、微泡+超声组、脂质体组、脂质体+微泡组、脂质体+超声组、脂质体+微泡+超声组,其中脂质体+微泡+超声组根据微泡体积浓度不同分为(0、10%、20%、30%、40%和50%)6个亚组。经超声辐照,24h后用荧光显微镜观察细胞中基因表达情况,并用流式细胞仪检测转染率。结果脂质体+微泡+超声组基因转染效率最高,与其他组比较差异均有统计学意义(P均<0.05);在脂质体+微泡+超声亚组中,微泡浓度为20%亚组基因转染率最高。结论低频超声联合微泡能有效增强脂质体介导pEGFP-N1基因在体外前列腺癌细胞中的转染率,20%是体外基因转染前列腺癌细胞的最佳微泡浓度。     

超声辐照SonoVue增强脂质体介导pEGFP-N1转染乳腺癌细胞

目的 探讨超声辐照SonoVue介导增强型绿色荧光蛋白报告基因质粒(pEGFP-N1)转染乳腺癌MCF-7细胞的最优条件以及超声联合微泡造影剂增强脂质体转染的效果.方法 体外培养人乳腺癌MCF-7细胞,按照不同的辐照条件分组:不处理组,超声辐照十质粒组,微泡浓效组,超声声张组,辐照时间组及工作周期组.分别进行超声辐照,辐照后以MTT法测细胞存活度,流式细胞仪测pEGFP-N1瞬时转染率,取得最佳的辐照条件.重新准备细胞后先以脂质体转染细胞,2 h后加入超声微泡并以最佳条件辐照,用同样的方法测细胞存活率及转染率.结果 20%的造影剂浓度、1.5 W/cm2的声强、90 s的辐照时间、20%的工作周期(占空比)为超声辐照SonoVue介导pEGFP-N1转染MCF-7细胞的最优条件,转染率为(14.21±2.55)%,细胞存活率为(84.60±2.85)%.在增强脂质体转染的实验中,超声微泡脂质体组的转染率最高(22.15±2.69)%,与其他各组相比差异有统计学意义(P<0.05),此时细胞存活率为(80.13±3.61)%.结论 20%的造影剂浓度、1.5 W/cm2的声强、90 s的辐照时间、20%的工作周期是MCF-7细胞的最佳转染条件,超声联合微泡能够增强脂质体转染的效果.     

超声辐照联合微泡转染短发卡状重组质粒诱导裸鼠宫颈癌移植瘤凋亡的研究

目的探讨超声辐照联合微泡对靶向存活素的短发卡状重组质粒（survivin—shRNA）的转染增效作用及其安全性,分析其凋亡诱导效应和增殖抑制作用。方法将荷人宫颈癌（Hela）裸鼠18只随机分为3组,每组6只。1组：质粒＋超声辐照组,注入质粒溶液后予以超声辐照;2组：质粒＋微泡＋超声辐照组,注入质粒及微泡复合物后辐照;对照组：不予任何处理。对组织样本行冰冻切片、组织学检查、转染率检测。采用免疫组化SABC法检测移植瘤增殖细胞核抗原（PCNA）及survivin蛋白在各组肿瘤标本中的表达,测定凋亡指数（AI）和增殖指数（PI）。结果2组的移植瘤内荧光表达率显著高于对照组、1组（P〈0．01）;裸鼠其他器官组织中未观察到基因表达,且未观察到明显的组织损伤;PCNA及survivin蛋白表达下降,AI明显升高,PI明显减少,与对照组及1组比较差异均有统计学意义（P〈0．05）。结论超声辐照联合微泡能显著增强基因转染效率,无明显副作用,联合Survivin—shRNA能明显诱导裸鼠体内肿瘤凋亡,抑制细胞增殖。     

低频超声联合微泡影响前列腺癌DU145细胞血管内皮细胞生长因子表达的实验研究

目的探讨低频超声联合微泡对前列腺癌DUl45细胞血管内皮细胞生长因子（VEGF）表达的影响。方法体外培养前列腺癌DUl45细胞,细胞呈对数生长时分为4组进行实验：对照组（细胞悬液1ml）、单纯微泡组（800μl细胞悬液加入200μl微泡剂SonoVue）、单纯低频超声组（1ml细胞悬液以频率80kHz、声强0．45W／cm2超声辐照30S）、低频超声联合微泡组（800μl细胞悬液加入200μl微泡剂SonoVue后立即以频率80kHz、声强0．45W／cm2超声辐照30s）。MTT法检测细胞存活率,流式细胞术检测凋亡率,Western印迹法检测细胞VEGF蛋白的表达。采用单因素方差分析比较对照组、单纯微泡组、单纯低频超声组、低频超声联合微泡组细胞存活率、凋亡率、VEGF蛋白表达量差异,进一步组间两两比较采用SNK-q检验。结果对照组、单纯微泡组、单纯低频超声组、低频超声联合微泡组细胞存活率分别为100％、（96．50±12．49）％、（93．20±5.31）％、（81．30±9．32）％;凋亡率分别为（1．10±0．26）％、（1．78±0．63）％、（5．85±0．45）％、（9．36±0．90）％;VEGF蛋白表达量分别为0．81±0．05、0．79±0．06、0．58±0．04、0．38±0．05。单纯微泡组、单纯低频超声组细胞存活率与对照组比较差异均无统计学意义,低频超声联合微泡组细胞存活率较对照组降低,且差异有统计学意义（q=5．88,P〈0．05）。单纯微泡组细胞凋亡率、VEGF蛋白表达量与对照组比较差异均无统计学意义;单纯低频超声组、低频超声联合微泡组细胞凋亡率均高于对照组,VEGF蛋白表达量均低于对照组,且差异均有统计学意义（q=14．09、24．51、8．06、14．89,P均〈0．05）。低频超声联合微泡组细胞凋亡率高于而VEGF蛋白表达量低于单纯低频超声组,且差异亦均有统计学意义（q=10．42、6．83,P均〈0．05）。结论微泡能增强低频超声抑制前列腺癌DUl45细胞增殖及促进凋亡,其机制可能与其下调前列腺癌DUl45细胞VEGF表达有关。     

超声联合SonoVue微泡介导NET-1siRNA转染人肝癌细胞

目的探讨超声联合微泡造影剂介导NET-1siRNA在人肝癌细胞中的转染效果。方法将培养的HepG2细胞分为5组:A组为空白对照;B组培养瓶中仅加入NET-1siRNA;C组为加入脂质体及NET-1siRNA;D组为加入造影剂及NET-1siRNA并给予超声辐照;E组为加入脂质体、造影剂、NET-1siRNA,并给予超声辐照。之后以荧光显微镜检测NET-1siRNA转染率,RT-PCR法检测各组细胞NET-1 mRNA的基因表达,Western-Blotting法检测各组细胞NET-1表达情况,MTT检测HepG2细胞生长情况。结果与C组、D组相比,E组NET-1siRNA转染率明显提高(P<0.05);D组和E组细胞内NET-1mRNA及NET-1蛋白的表达抑制率均高于其他各组(P均<0.01),而转染后24～72hHepG2细胞增殖受到明显抑制。结论超声联合微泡造影剂能有效促进NET-1siRNA在肝癌细胞中的表达,并抑制肝癌细胞的增殖。     

Chemotherapy Augmentation Using Low-Intensity Ultrasound Combined with Microbubbles with Different Mechanical Indexes in a Pancreatic Cancer Model

The aim of the study was to explore the optimal mechanical indexes (MIs) for low-intensity ultrasound (LIUS) combined with microbubbles to enhance tumor blood perfusion and improve drug concentration in pancreatic cancer-bearing nude mice. Fifty-four nude mice bearing bilateral pancreatic tumors on the hind legs were randomly divided into three groups (the MI was set at 0.3, 0.7 and 1.1 in groups A, B and C, respectively). Five nude mice in each group were intravenously injected with the fluorescent dye DiR iodide (DiIC18(7),1,1′-dioctadecyl-3,3,3′,3′-tetramethylindotricarbocyanine iodide); for each mouse, one tumor was treated with LIUS combined with microbubbles, and the contralateral tumor was exposed to sham ultrasound. In vivo fluorescence imaging was performed to detect the enrichment of intratumoral DiR iodide. Twelve mice in each group were intravenously injected with doxorubicin (DOX) and underwent ultrasound therapy as described above. Tumor blood perfusion changes were quantitatively evaluated with pre- and post-treatment contrast-enhanced ultrasound (CEUS, MI = 0.08). One hour after the post-treatment CEUS, nude mice were sacrificed to determine the DOX concentration in tumor tissue; one mouse in each group was sacrificed after ultrasound treatment for tumor hematoxylin–eosin staining examination. CEUS quantitative analysis and in vivo fluorescence images confirmed that LIUS at MI = 0.3 combined with microbubbles was able to enhance tumor blood flow and increase regional fluorescence dye DiR iodide concentration. The DOX concentration on the therapeutic side was significantly higher than that on the control side after ultrasound-stimulated (MI = 0.3) microbubble cavitation (USMC) treatment (1.45 ± 0.53 μg/g vs. 1.07 ± 0.46 μg/g, t = –5.163, p = 0.001). However, in groups B and C, there were no significant differences in DOX concentration between the therapeutic and control sides (Z = –0.297, –0.357, p = 0.766, 0.721). No hemorrhage or other tissue damage was observed in hematoxylin–eosin-stained tumor specimens of both sides in all groups. LIUS at MI = 0.3 combined with microbubbles was able to enhance tumor blood perfusion and improve local drug concentration in nude mice bearing pancreatic cancer.     

超声评价微泡诱导超声空化联合血凝酶增强兔VX2肝癌微波热消融作用

目的 采用二维灰阶超声、CDFI和CEUS评价微泡诱导超声空化联合血凝酶对兔VX2肝癌微波热消融的增强作用。方法 将32只VX2肝癌荷瘤新西兰大白兔随机分为生理盐水组（空化假辐照+生理盐水）、血凝酶组（空化假辐照+生理盐水+血凝酶）、空化组（超声空化+微泡）和联合组（超声空化+微泡+血凝酶）4组,每组8只,分别给予相应空化治疗后行微波热消融治疗,并在治疗前后分别行二维灰阶超声、CDFI和CEUS检查,观察治疗前后超声表现,测量并比较肿瘤和消融区体积。结果 治疗前4组间肿瘤体积差异无统计学意义（P>0.05）,治疗后4组间消融区体积总体差异有统计学意义（P<0.001）;两两比较,联合组消融区体积大于其他3组（P均<0.05）,空化组消融区体积大于生理盐水组和血凝酶组（P均<0.05）,生理盐水组与血凝酶组体积差异无统计学意义（P>0.05）。治疗前肿瘤均可见丰富血流信号;消融后联合组肿瘤实质内CEUS均未显示增强,生理盐水组、血凝酶组和空化组部分肿瘤实质消融区边缘可见少量残余活性组织,呈典型"快进快出"表现,与CDFI显示的点状血流信号相对应。结论 微泡诱导超声空化联合血凝酶可增强兔VX2肝癌微波热消融效果。