超声靶向微泡破碎介导EGFP基因转染肝癌细胞的影响因素研究

观察超声靶向微泡破碎(ultrasound targeted microbubble destruction,UTMD)在不同转染条件和细胞状态下对肝癌细胞HepG2转染率及细胞活性的影响.体外培养HepG2细胞,随机分为4组:质粒组、微泡+质粒组、超声+质粒组和超声+微泡+质粒组,各组再分为贴壁和悬浮状态2组.悬浮状态的超声+微泡+质粒组根据质粒和微泡浓度不同分为微泡浓度组和质粒浓度组,转染24h后在倒置荧光显微镜下观察绿色荧光蛋白在HepG2细胞中的表达,流式细胞仪测定细胞转染率,MTT法检测细胞活性.结果 在超声声强2w/cm2、占空比20％、照射时间60s的超声参数作用下,质粒5μg/ml、微泡:细胞20∶1时,悬浮状态细胞转染率为7.33％±0.98％,存活率为90.37％±1.80％贴壁状态细胞转染率为1.56％±0.81％,存活率为81.10±1.26％,两者比较有显著差异(P＜0.01).悬浮状态下,提高质粒和微泡浓度至质粒10 μg/ml、微泡:细胞40∶1时转染效率增至15.63％±1.81％,且细胞生存率＞80％.结论 相同转染条件下悬浮状态细胞转染率及存活率明显优于贴壁状态.优化质粒、微泡浓度可进一步提高超声微泡介导的基因转染效率和存活率.     

超声微泡介导pEGFP-N1转染大鼠牙囊细胞:细胞生物学性质相对稳定

背景:利用超声波和微泡对比剂相互作用,产生空化效应和机械效应,破坏细胞膜的完整性,产生暂时性、可逆性的小孔,增加细胞膜的通透性,增强微泡载体对基因的转移,提高基因转染率。目的:探讨在超声波辐照下微泡对比剂介导p EGFP-N1质粒转染SD大鼠乳鼠牙囊细胞的效率及安全性。方法:体外原代培养新生SD大鼠牙囊细胞并传至第4代,在不同条件下采用p EGFP-N1质粒转染乳鼠牙囊细胞。以不同的超声辐照时间(15,30,45,60 s)和辐照强度(0.5,1 W/cm2)两两组合进行辐照,筛选较高转染效率的参数组合并应用于后续实验。实验分组为质粒组、微泡+质粒组、超声+质粒组、超声+微泡+质粒组和脂质体+质粒组。转染48 h后倒置荧光显微镜观察p EGFP表达,MTT法检测转染后的乳鼠牙囊细胞增殖抑制率。结果与结论:超声强度为0.5 W/cm2且辐照时间为30 s时转染率明显高于其他超声参数组合。该条件下超声微泡介导p EGFP-N1质粒对乳鼠牙囊细胞的转染率高于传统脂质体介导的转染率,且对细胞活力无明显影响。提示超声微泡能安全、高效介导p EGFP-N1质粒转染大鼠牙囊细胞,其细胞生物学性质相对稳定,可为牙周组织工程提供一种较理想的基因转染方法。     

超声微泡介导转染FKBP12.6基因对小鼠H9c2(2-1)心肌细胞中Ca2+浓度的影响

目的:探讨超声微泡介导转染FKBP12.6基因后,对小鼠H9c2(2-1)心肌细胞中Ca2 浓度的影响。方法:将pcDNA3.1-FKBP12.6质粒与白蛋白包裹微泡造影剂混合,经超声转染H9c2(2-1)细胞后,通过倒置显微镜观察心肌细胞生长状况的变化;激光共聚焦显微镜检测细胞内Ca2 浓度的变化;免疫组织化学方法检测FKBP12.6蛋白的表达。结果:超声触发微泡破裂转染的FKBP12.6基因可在心肌细胞高效表达,细胞生长良好。高表达FKBP12.6的心肌细胞中,总的钙离子浓度增加。结论:超声微泡介导FKBP12.6基因转染心肌细胞,可以明显增加心肌细胞中的Ca2 浓度,心肌细胞的收缩能力增强。     

新型载基因微泡的制备及其在心肌细胞报告基因转染中的应用

为了提高基因黏附微泡的稳定性和基因携带容量，采用改良超声声振法将质粒-多聚乙酰亚胺（PEI）复合物整合至微泡包膜上而制备出新型载基因微泡。电泳分析及细菌转化实验表明PEI能降低超声声振对质粒结构及功能的破坏。新型载基因微泡具有良好的声学及血液流变学性能，其基因携带量明显高于基因黏附微泡。分别采用超声破裂新型载基因微泡及基因黏附微泡介导心肌细胞β-半乳糖酶基因转染。结果表明，超声破裂载基因微泡能增强裸质粒转染效率达107倍．其基因表达水平为超声破裂基因黏附微泡组的6．85倍。提示经改良法制备的新型载基因微泡是一种安全高效的基因转运载体，超声破裂载基因微泡能明显增强心肌细胞的基因转染效率。     

超声微泡联合脂质体介导双自杀基因杀伤 MCF-7 细胞的实验研究简

目的探讨超声辐照微泡联合脂质体介导双自杀基因（CD/TK）对MCF-7细胞的体外杀伤作用。方法将培养的MCF-7细胞分为5组：裸质粒组、脂质体组、超声辐照微泡组、超声辐照脂质体组、超声辐照微泡联合脂质体组。转染DEGFP-KDRp-CD／TK质粒于MCF-7细胞.用荧光显微镜及流式细胞仪检测转染效率。转染后,再分为空白对照组、未转染组、转染组;未转染组和转染组又各分为3个亚组,给予前药丙氧鸟苷（GCV）、5-氟胞嘧啶（5-Fc）、GCV＋5-Fc。四甲基偶氮唑盐（MTT）法检测双自杀基因对MCF-7细胞的体外杀伤作用。结果超声辐照微泡联合脂质体组绿色荧光蛋白（GFP）表达最多、最强。超声辐照微泡联合脂质体组转染率（39.59％±1.19％）最高（P〈0.05）。MTr检测细胞抑制率结果显示,转染组细胞抑制率明显高于未转染组（P〈0.01）,转染组中联合用药组细胞抑制率明显高于单一用药组（90.77％±2.68％vs64.75％±2.27％、67.81％±2.43％：P〈0.05）。转染组各前药组细胞抑制率均显著高于超声辐照微泡联合脂质体对MCF-7细胞的转染率（P〈0.05）。结论超声辐照微泡联合脂质体能明显提高基因转染效率,是较理想的乳腺癌基因治疗策略。     

超声微泡联合脂质体介导双自杀基因杀伤MCF-7细胞的实验研究

目的探讨超声辐照微泡联合脂质体介导双自杀基因(CD/TK)对MCF-7细胞的体外杀伤作用。方法将培养的MCF-7细胞分为5组:裸质粒组、脂质体组、超声辐照微泡组、超声辐照脂质体组、超声辐照微泡联合脂质体组。转染pEGFP-KDRp-CD/TK质粒于MCF-7细胞,用荧光显微镜及流式细胞仪检测转染效率。转染后,再分为空白对照组、未转染组、转染组;未转染组和转染组又各分为3个亚组,给予前药丙氧鸟苷(GCV)、5-氟胞嘧啶(5-Fc)、GCV+5-Fc。四甲基偶氮唑盐(MTT)法检测双自杀基因对MCF-7细胞的体外杀伤作用。结果超声辐照微泡联合脂质体组绿色荧光蛋白(GFP)表达最多、最强。超声辐照微泡联合脂质体组转染率(39.59%±1.19%)最高(P0.05)。MTT检测细胞抑制率结果显示,转染组细胞抑制率明显高于未转染组(P0.01),转染组中联合用药组细胞抑制率明显高于单一用药组(90.77%±2.68%vs 64.75%±2.27%、67.81%±2.43%;P0.05)。转染组各前药组细胞抑制率均显著高于超声辐照微泡联合脂质体对MCF-7细胞的转染率(P0.05)。结论超声辐照微泡联合脂质体能明显提高基因转染效率,是较理想的乳腺癌基因治疗策略。     

超声激励bFGF微泡促进组织细胞转染的体外实验研究

目的利用超声激励微泡促进碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)目的基因表达,为组织修复提供细胞水平基础。方法构建并提取b FGF目的基因质粒,其含有增强型绿色荧光蛋白(EGFP)作为标记基因,制备并鉴定含bFGF-EGFP基因微泡。将细胞成功分离、培养后,在不同实验条件下(质粒质量浓度、声强、辐照时间和占空比)进行超声激励微泡参数优化,根据每组条件下最优的细胞存活率和标记基因转染效率所对应的参数作为后续实验超声辐照条件。实验分为4组:A组为对照组,B组为单纯bFGF-EGFP质粒组,C组为超声辐照+普通脂质微泡组,D组为超声辐照+bFGF-EGFP微泡组。细胞转染24 h后,在倒置荧光显微镜下观察EGFP表达情况;转染48 h后,用流式细胞仪检测转染效率,CCK8法检测细胞存活率,逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和Western blot分别检测mRNA和蛋白的相对表达量,并比较4组间的差异来评价超声激励bFGF微泡在细胞水平的生物学效应。结果携带bFGF-EGFP质粒微泡粒径大小约为(941.7±101.2) nm,Zeta电位大小约为(20.8±4.5) mV。实验研究中最优超声参数为质粒质量浓度20μg/mL,声强1.50 W/cm2,辐照时间60 s,占空比40%。细胞转染24 h后,A组和C组未见明显EGFP表达,B组有少量EGFP表达,而D组EGFP表达量明显增多。转染48 h后,4组细胞存活率均 80%,各组间差异无统计学意义(P 0.05)。流式细胞仪测量转染效率在D组[(60.0±7.9)%]较其他各组明显增加,差异有统计学意义(P 0.05)。转染48 h后,超声激励目的基因bFGF转染后D组mRNA[(45.0±5.1)%]和蛋白相对表达量[(35.0±5.0)%]均明显增高,而D组Ⅰ型胶原蛋白[(9.1±3.0)%]和Ⅲ型胶原蛋白[(11.2±3.1)%]较其他组均明显降低,差异均有统计学意义(P 0.05)。结论超声优化参数激励bFGF微泡可提高细胞转染效率并保持较高的细胞活性,促进bFGF表达效率并抑制Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白;这种超声物理效应和bFGF生物效应相结合的方式为皮肤组织在细胞水平修复提供了新策略。     

靶向转染纳米tPA基因预防狗冠脉搭桥术吻合口血栓形成和再狭窄的研究

目的探讨构建的白蛋白纳米组织型纤溶酶原激活物（tPA）基因质粒超声微泡载体靶向转染心肌组织预防冠状动脉搭桥术后吻合口再狭窄。方法建立狗冠状动脉搭桥术吻合口再狭窄模型,制备tPA基因白蛋白纳米超声微泡,超声波靶向转染心肌并获得tPA表达,观察对吻合口局部血栓形成、血管内膜细胞增殖细胞核抗原（PCNA）和PDGF-BmRNA表达以及内膜增生的影响。结果成功靶向心肌转染tPA基因并获得了tPA基因有效表达。显著减少了动脉搭桥吻合口血栓形成,抑制率100%。抑制冠状动脉吻合口处内膜细胞表达PCNA和PDGF-B mRNA。显著减少局部血管内膜厚度、内膜面积,使吻合口狭窄率减少68.29%。结论白蛋白纳米-超声微泡载体靶向转染tPA基因可预防狗冠状动脉搭桥术后吻合口血栓形成和再狭窄,这为人冠状动脉搭桥术吻合口血栓形成和再狭窄的防治提供实验基础。     

超声微泡介导转染FKBP12．6基因对小鼠n9c2（2—1）心肌细胞中Ca^2＋浓度的影响

目的：探讨超声微泡介导转染FKBP12．6基因后，对小鼠H9c2（2-1）心肌细胞中Ca^2＋浓度的影响。方法：将pcDNA3．1-FKBP12．6质粒与白蛋白包裹微泡造影剂混合，经超声转染H9c2（2-1）细胞后，通过倒置显微镜观察心肌细胞生长状况的变化；激光共聚焦显微镜检测细胞内Ca^2＋浓度的变化；免疫组织化学方法检测FKBP12．6蛋白的表达。结果：超声触发微泡破裂转染的FKBP12．6基因可在心肌细胞高效表达，细胞生长良好。高表达FKBP12．6的心肌细胞中，总的钙离子浓度增加。结论：超声微泡介导FKBP12．6基因转染心肌细胞，可以明显增加心肌细胞中的Ca^2＋浓度，心肌细胞的收缩能力增强。     

六氟化硫微泡介导人脂联素基因兔主动脉内转染及表达☆

背景：超声微泡载基因传输技术是一种新兴起的定向传输基因技术。 目的：构建含人脂联素基因脂联素的真核表达载体,采用六氟化硫微泡介导脂联素基因进行兔主动脉转染及表达,为脂联素用于体内干预动脉粥样硬化的研究奠定基础。 方法：人心外膜脂肪组织提取总RNA构建pcDNA3.1-脂联素重组体,通过瞬时转染人脐静脉内皮细胞验证载体构建是否成功。21只大白兔随机分成对照组(n=6)和脂联素转基因组(n=15),脂联素转基因组经兔耳缘静脉注射pcDNA3.1-脂联素与六氟化硫微泡的混合物,诊断超声仪照射兔胸腹主动脉区域,于照射后2,7,14 d取兔主动脉血管及血清,检测主动脉血管壁中脂联素基因的表达及血清中脂联素蛋白水平。 结果与结论：pcDNA3.1-脂联素瞬时转染入人脐静脉内皮细胞可有效表达。六氟化硫微泡传输脂联素基因2 d后即可检测到兔主动脉血管壁脂联素基因高表达,持续至14 d,且兔血清脂联素蛋白水平显著增加(P < 0.01)。说明pcDNA3.1-脂联素重组体构建成功,六氟化硫微泡可在快速血流状态下,安全、高效传输脂联素基因入兔主动脉血管壁并有效表达与分泌至血浆。关键词：六氟化硫微泡;脂联素;动脉粥样硬化;基因;重组质粒 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.15.010     

Studies on neutral, cationic and biotinylated cationic microbubbles in enhancing ultrasound-mediated gene delivery in vitro and in vivo

Ultrasound-mediated gene transfer is emerging as a practical means of facilitating targeted gene expression and is significantly enhanced in the presence of exogenously added microbubbles. This study explores the influence of microbubble surface modifications on their interaction with plasmid DNA and target cells, and the functional consequences of those interactions in terms of ultrasound-mediated gene transfer. Polyethylene glycol-stabilized, lipid-shelled microbubbles with neutral (SDM201), cationic (SDM202) and biotinylated cationic (SDM302) surfaces were compared in terms of their abilities to interact with a luciferase-encoding reporter plasmid DNA and with target cells in vitro. The results demonstrate that the biotinylated cationic microbubble>cationic microbubble>neutral microbubble, in terms of their abilities to interact with target cells and to enhance ultrasound-mediated gene transfer, particularly at low microbubble concentration. The presence of a net positive charge on both cationic microbubbles promoted the formation of microbubble-nucleic acid complexes, although preformation of the complexes prior to addition to target cells inhibited the interaction between the microbubbles and target cells in vitro. The impact of these findings on potential in vitro or ex vivo therapeutic applications of microbubble-enhanced ultrasound-mediated gene transfer is discussed. All three microbubble preparations could be used to facilitate gene transfer in vivo and the potential advantages associated with the use of the cationic microbubbles for targeted gene delivery are discussed.     

低强度超声联合微泡通过提高ROS水平促进甲状腺癌细胞自噬性死亡

目的:探讨低强度超声联合微泡造影剂对甲状腺癌细胞自噬性死亡的作用,并分析自噬的激活机制及其对细胞活力的影响。方法:采用频率20 k Hz、功率80 m W的低强度超声联合微泡造影剂处理人甲状腺癌TPC1细胞,处理细胞60、120和240 s后,采用Live/Dead实验和CCK-8实验分析细胞死亡和活力;Western blot分析微管相关蛋白1轻链3Ⅱ(microtubule-associated protein 1 light chain 3-Ⅱ,LC3-Ⅱ)、自噬相关蛋白5(autophagy-related protein 5,ATG5)和SQSTM1/P62的蛋白水平变化;单丹磺酰戊二胺(monodansylcadaverine,MDC)染色、绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)-LC3转染和透射电镜观察细胞内自噬体的数量;2',7'-二氯二氢荧光素二乙酸脂(DCFDA)染色分析细胞活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)的水平,用N-乙酰半胱氨酸(N-acetyl-L-cysteine,NAC)抑制氧化应激水平,分析ROS在自噬激活中的作用;ATG5 siRNA转染抑制自噬水平并分析自噬性死亡的作用。结果:低强度超声联合微泡显著促进TPC1细胞死亡,抑制TPC1细胞活力(P0.05),并与处理时间显著相关。相对于单纯低强度超声组和微泡组,超声联合微泡显著升高LC3-Ⅱ和ATG5蛋白水平,抑制P62蛋白水平(P0.05)。MDC染色、GFP-LC3转染和透射电镜观察发现,超声联合微泡明显增加TPC1细胞中自噬体的数量。超声联合微泡与单纯低强度超声组和微泡组相比,提高了细胞的ROS水平,而NAC显著降低超声联合微泡提高的LC3-Ⅱ蛋白水平(P0.05)。ATG5 siRNA抑制自噬并显著增加细胞活力(P0.05)。结论:本研究说明低强度超声联合微泡可能通过提高甲状腺癌细胞中的ROS水平促进细胞的自噬性死亡,从而引起甲状腺癌细胞死亡。     

整合素介导微泡声学造影剂与白细胞粘附的实验研究

目的:研究白细胞与蛋白微泡声学造影剂的粘附过程及机制。方法:光镜和电镜观察离体不同状态下的白细胞与蛋白微泡的粘附过程,流式细胞仪测定白细胞与微泡混合后,在存在或缺乏白细胞整合素的情况下,荧光强度的变化。结果:蛋白微泡与PMA激活的白细胞接触后 5min大量结合到白细胞表面,未经激活的白细胞表面少有微泡粘附 (20.30±2. 67vs4.50±1.43,P <0.01)。15min时微泡被吞噬入细胞内,并保持形态完整至 30min。两者的结合可被Mac-1mAb大部分阻止 (P <0.01),VLA-4mAb轻度阻止 (P <0.05)。结论:蛋白微泡声学造影剂可经 β₂ 整合素Mac-1和VLA-4介导与激活的白细胞结合,并进入细胞内从而在炎症部位停留,保持形态完整约15min,仍不失声学活性     

加载PEDF的多聚体超声微泡研制及其特性

目的:针对血管新生类疾病,研制与色素上皮源因子（PEDF）具有最大结合率的多聚体超声微泡,并明确其理化特性。方法:首先应用声空化方法制备多聚体超声微泡;然后将PEDF按浓度分为0.4、2.0、10.0和50.0 μg /mL组,应用跨膜按梯度法包裹入脂质体,使其与超声微泡结合,进而置于荧光显微镜下观察。应用流式细胞仪检测PEDF与超声微泡的最大结合率,采用荧光分光光度法测定载药超声微泡的包封率及体外释药特性。结果:成功制备了与PEDF最大结合率为（96.14±1.21）%的多聚体超声微泡。脂质体对PEDF的包封率约为（79.20±2.31）%,体外释放浓度于微泡击破后1 min内达到峰值,持续释放10 min后浓度显著减低。结论:与PEDF具有较高结合率的多聚体超声微泡可以作为合适的药物载体,靶向治疗血管新生类疾病。     

基质细胞衍生因子1靶向超声对比剂在体内可与血管内皮细胞紧密结合

背景：基质细胞衍生因子1是心肌梗死区域微环境中效力最强的趋化因子,在趋化干细胞修复梗死心肌以及在促进血管新生方面起到重要的作用。微泡和声学活性物质携带靶向配基,可制备成超声成像靶向对比剂并与活体细胞结合,用于分子成像,超声分子成像的关键是寻找“成像靶点”,并成功制备能与“成像靶点” 特异、高效结合的靶向超声对比剂。 目的：实验制备和评价携基质细胞衍生因子1单克隆抗体的靶向微泡超声对比剂。 方法：采用“生物素-亲和素”桥接法构建携基质细胞衍生因子1单克隆抗体的靶向微泡超声对比剂,并从外观、pH值、粒径测定、光镜及荧光显微镜下观、流式细胞仪检测等多个方面对靶向对比剂进行评价。4头中华小型猪均结扎左冠状动脉前降支第一对角支制备心肌梗死模型,2头开胸但不结扎左冠状动脉前降支第一对角支,均注入靶向超声对比剂,心肌组织冰冻切片后采用免疫荧光法检测靶向微泡的体内稳定性。 结果与结论：通过生物素-亲和素桥接法可将基质细胞衍生因子1抗体和超声微泡两者结合。体外实验中对比剂外观：表现为半透明的淡黄或绿色,静置后分层。非靶向对比剂pH值为7.02±0.12,靶向微泡对比剂的pH值为6.10±0.19。荧光显微镜下观察靶向微泡明亮且呈指环状绿色荧光环绕外壳周边,剧烈震荡后表面荧光无明显改变。靶向对比剂在携带基质细胞衍生因子1抗体之后微泡粒径大小为(2 422.62±238.82) nm。流式细胞仪检测显示,靶向对比剂在不同时间段的基质细胞衍生因子1携带率稳定,静置1 h后携带率稳定且剧烈震荡前后差异无显著性意义。在体内实验中可见靶向微泡在心梗部位血管内皮细胞处聚集。结果证实,经生物素-亲和素桥接法制备的携基质细胞衍生因子1单克隆抗体靶向微泡超声对比剂体内可与血管内皮细胞结合,在体外结合率高而且结合稳定。     

Characterization of individual ultrasound microbubble dynamics with a light-scattering system

Ultrasound microbubbles are contrast agents used for diagnostic ultrasound imaging and as carriers for noninvasive payload delivery. Understanding the acoustic properties of individual microbubble formulations is important for optimizing the ultrasound imaging parameters for improved image contrast and efficient payload delivery. We report here a practical and simple optical tool for direct real-time characterization of ultrasound contrast microbubble dynamics based on light scattering. Fourier transforms of raw linear and nonlinear acoustic oscillations, and microbubble cavitations are directly recorded. Further, the power of this tool is demonstrated by comparing clinically relevant microbubble cycle-to-cycle dynamics and their corresponding Fourier transforms.     

Superparamagnetic iron oxide nanoparticle-embedded encapsulated microbubbles as dual contrast agents of magnetic resonance and ultrasound imaging

An encapsulated microbubble (EMB) of a novel construct is proposed to enhance the magnetic resonance imaging contrast by introducing superparamagnetic iron oxide (SPIO) nanoparticles (mean diameter is 12 nm) into the polymer shell of the microbubble. Such microbubble vesicle has nitrogen gas in the core and its mean diameter is 3.98 μm. An in vitro MR susceptibility experiment using a phantom consisting EMBs has shown that the relationship between the transverse relaxation rate R₂ and the Fe₃O₄ nanoparticle concentration in the shell (the volume fraction of EMBs is kept constant) can be fitted to a linear function and an exponentially growth function is observed between R₂ and the SPIO-inclusion microbubble concentration. The in vivo MRI experiments also show that the SPIO-inclusion microbubbles have longer contrast-enhancement duration time in rat liver than non-SPIO-inclusion microbubbles. An in vitro ultrasound imaging experiment of SPIO-inclusion microbubbles also shows that they can enhance the ultrasound contrast significantly. Additionally, the interaction between the SPIO-inclusion microbubbles and cells indicates that such microbubble construct can retain the acoustic property under the ultrasound exposure by controlling the SPIO concentration in the shell. Therefore, the proposed SPIO nanoparticle-embedded EMBs potentially can become effective MR susceptibility contrast agents while also can be good US contrast agents.     

Antitumor effects of combining tumor radiation with the antivascular action of ultrasound stimulated microbubbles

Objective: More and more evidence indicates tumor vasculature plays an important role in tumor radiation response. In this study, we investigated ultrasound stimulated microbubbles to enhance the effects of radiation. Methods: Human bladder cancer HT-1376 xenografts in severe combined immuno-deficient mice were used. High-frequency (25 MHz) ultrasound was used to image tumor responses caused by ultrasound-stimulated microbubbles in combination with radiation. Human bladder xenografts grown in severe combined immunodeficiency (SCID) mice were treated using microbubbles stimulated with ultrasound at 250, 570, or 750 kPa, and exposed to 0, 2, or 8 Gy of radiation. Tumors were imaged prior to treatment and 24 hours after treatment. Spectral analysis of images acquired from treated tumors revealed overall increases in ultrasound backscatter intensity and the spectral intercept parameter. Results: There existed a synergistic effect in vivo with combined single treatments of ultrasound-stimulated microbubble vascular perturbation and radiation inducing an over 10-fold greater cell kill with combined treatments. We further demonstrate that induction of ceramide-related endothelial cell apoptosis, leading to vascular disruption, is a causative mechanism. In vivo experiments with ultrasound and bubbles permit radiation doses to be decreased significantly for comparable effect. Conclusion: We envisage this unique combined ultrasound-based vascular perturbation and radiation treatment method being used to enhance the effects of radiation in a tumor, leading to greater tumor eradication.