CN102727947B - 一种用于抑制癌细胞增殖的苯基修饰材料 - Google Patents

一种用于抑制癌细胞增殖的苯基修饰材料 Download PDF

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本发明公开了一种苯基修饰材料及其制备方法与应用。该苯基修饰材料是按照包括下述步骤的方法制备得到的：1）以含苯基的硫醇为溶质、无水乙醇为溶剂，制备质量浓度为0.8～1.5%的硫醇溶液，并于3～8℃静置12～24h；所述含苯基的硫醇，其分子式为C6H6(CH2)nSH，n为正整数；2）在单晶硅片表面生长钛（Ti）过渡层，再在所述钛过渡层上生长金层，得到镀金硅片；3）在避光条件下，将步骤2)所述镀金硅片放入步骤1）制备的硫醇溶液中，静置12～24h，即得所述苯基修饰材料。本发明提供的苯基修饰材料可以抑制乳腺癌细胞的黏附、迁移和增殖。

Description

一种用于抑制癌细胞增殖的苯基修饰材料
技术领域
本发明涉及一种用于抑制癌细胞增殖的苯基修饰材料。
背景技术
乳腺癌是女性发病率第一的常见恶性肿瘤，占女性新发恶性肿瘤的30%。近年来乳腺癌的发病率居高不下，治疗手段包括手术治疗、放射治疗、化学治疗、内分泌治疗和分子靶向治疗。目前乳腺癌的疗效更多的取决于病期，人们对乳腺癌的治疗更多的寄希望于预防和提高早诊率。对于临床发现的中晚期患者，治疗总体治疗效果还不尽如人意，且术后并发症、复发、转移较多。因此寻找更多预防和治疗乳腺癌、以及预防乳腺癌术后复发的新思路和新方法仍然十分必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种可抑制癌细胞增殖的苯基修饰材料及其制备方法。
本发明所提供的苯基修饰材料是按照包括下述步骤的方法制备得到的：
1）以含苯基的硫醇为溶质、无水乙醇为溶剂，制备质量浓度为0.8%～1.5%的硫醇溶液，并于3～8℃静置4～24h，使硫醇分子在溶液中均匀分布；
所述含苯基的硫醇，其分子式为C6H6(CH2)nSH，n为正整数；
2）先在单晶硅片表面生长钛（Ti）过渡层，再在所述钛过渡层上生长金层，得到镀金硅片；
3）在避光条件下，将步骤2)所述镀金硅片放入步骤1）制备的硫醇溶液中，静置4～24h，即得所述苯基修饰材料。
上述方法，步骤1）在制备硫醇溶液的过程中要求避光溶解。
上述方法，步骤2）中所述单晶硅片的厚度可为0.5～1mm，所述单晶硅片具体可为单晶硅<100>。
所述钛（Ti）过渡层的厚度可为8～12nm。
所述金层的厚度可为30～50nm，所述金层具体可为金（Au,111）层。
步骤2）中在单晶硅片表面生长钛（Ti）过渡层以及在钛过渡层上生长金层的方法可按照现有的方法进行制备。如等离子溅射法、磁控溅射法或者分子束外延生长法等。
步骤2）中所述单晶硅片在使用前还需进行下述清洁处理：将所述单晶硅片在浓硫酸和双氧水体积比为3∶1的混合液中清洗2次，再用三蒸水清洗3次，氮气环境下烘干；所述浓硫酸的质量浓度为98%，所述双氧水的质量浓度为50%。
同样地，步骤2）得到的镀金硅片也需进行上述清洁处理。
本发明方法制备得到的苯基修饰材料与水的接触角为101°～105°，硫醇分子在金表面排列的间距为5～6nm。
本发明的再一个目的是提供上述苯基修饰材料的应用。
本发明所提供的苯基修饰材料的应用包括下述几方面：1）在制备抑制癌细胞的增殖和/或黏附和/或迁移的产品中的应用；2）在制备促进乳腺癌细胞内雌激素受体2基因（ESR2）的表达的产品中的应用；3）在制备抑制乳腺癌细胞内迁移、增殖相关基因（Snaill，Cyclln）的表达的产品中的应用；4）在制备抗癌产品中的应用；5）在预防和/或治疗癌症相关研究中的应用。
所述癌细胞具体可为乳腺癌细胞，如乳腺癌上皮细胞MCF-7。
细胞微环境是控制细胞命运的关键因素，而常见的表面改性材料又引入复杂的物理、化学及生物因素。单一化学官能团修饰的材料提供物理、化学特性单一的细胞微环境，对癌细胞的黏附、迁移和增殖有针对性作用，有效控制了癌细胞增殖。以乳腺癌为例，本发明通过在材料金表面修饰强疏水性的苯基，抑制了乳腺癌细胞的粘附、迁移和增殖，进而造成乳腺癌细胞的死亡，显著提高了乳腺癌预防治疗效果。
附图说明
图1为本发明所制备的苯基修饰材料表面的X射线光电子能谱。
图2为苯基修饰材料表面对乳腺癌细胞黏附的影响。
图3为苯基修饰材料表面对乳腺癌细胞增殖的影响。
图4为苯基修饰材料表面对乳腺癌细胞内雌激素受体2基因（ESR2），迁移、增殖相关基因（Snaill，Cyclln）表达的影响。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。
下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和生物材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1、制备苯基修饰材料
1）以含苯基的硫醇[分子式为C6H6(CH2)8SH]为溶质，无水乙醇为溶剂，密封摇匀，制备质量浓度为1.0%的硫醇溶液，全程避光。4℃静置24h，使硫醇分子在溶液中均匀分布。
2）将单晶硅（Si,100）片在浓硫酸（质量浓度98%）和双氧水（质量浓度50%）体积比为3∶1的混合液中清洗2次，再用三蒸水清洗3次，氮气环境下烘干密封保存。将清洗后的单晶硅片放入等离子溅射设备的真空腔中，开启钛源，生长钛（Ti）过渡层（厚度为10nm）；最后关闭钛源，开启金源，在钛过渡层上生长金（Au,111）层（厚度约为35nm），制成的镀金硅片在浓硫酸（质量浓度98%）和双氧水（质量浓度50%）体积比为3∶1的混合液中清洗2次，再用三蒸水清洗3次，氮气环境下烘干。
3）在避光条件下，将上述制成的镀金硅片放入步骤1）配置的硫醇溶液中，静置24h，即得到苯基修饰材料。
采用Axis Ultra的X射线光电子能谱系统对上述制成的苯基修饰材料进行检测，结果见图1。由图1中84eV和88eV的金峰可知，金膜已成功生长；由163eV和168eV的硫峰可知，硫醇已成功接枝。
该苯基修饰材料与水的接触角为101°～105°，硫醇分子在金表面排列的间距为5～6nm。根据经典的自组装单分子膜理论，硫醇分子在金111面上是均匀等距排列的，通过xps中金元素和硫元素的峰面积之比可得金硫元素的含量之比，因为金111面上金原子的面密度是已知的，所以可由金硫元素含量之比计算出硫原子的面密度，即可得到硫原子的排列的间距。
实施例2、苯基修饰材料与癌细胞作用的体外细胞试验
1）将1.0cm×1.0cm的苯基修饰材料（实施例1制备的）灭菌后预先放入24孔板，加入乳腺癌细胞，104个细胞/孔，置37°C培养箱至细胞贴壁。
2）定性观察：电镜检测，记录乳腺癌细胞黏附和增殖情况。
3）定量检测：荧光定量PCR，检测乳腺癌细胞内雌激素受体2基因（ESR2）、迁移和增殖相关基因（Snaill，Cyclln）的表达量。
研究对象：人乳腺癌上皮细胞（MCF-7）。该癌细胞系的Wnt7h基因呈阳性。
结果如下：
1、黏附结果
将接枝好苯基化学官能团的金片切割为边长1.0cm的片，放入24孔板中。然后加入含有10%胎牛血清的DEME培养基，加入乳腺癌细胞MCF-7，104个细胞/孔，在37℃下置于CO2培养箱中存放。1天后，取出后做光镜观察，结果见图2。由图2可知，对比对照组（即无化学官能团修饰）和苯基修饰的材料表面上的乳腺癌细胞，后者的贴附密度较小，说明苯基抑制了乳腺癌细胞的黏附。
2、增殖结果
将接枝好苯基化学官能团的金片切割为边长1.0cm的片，放入24孔板中。然后加入含有10%胎牛血清的DEME培养基，加入乳腺癌细胞MCF-7，104个细胞/孔，在37℃下置于CO2培养箱中存放。分别在1天和2天后，取出固定，染色，然后采用共聚焦显微镜观察，结果见图3。由图3可知，乳腺癌细胞黏附后增殖1天和2天的结果差别不明显，说明苯基抑制了乳腺癌细胞的增殖。
3、荧光定量PCR
将接枝好苯基化学官能团的金片切割为边长1.0cm的片，放入24孔板中。然后加入含有10%胎牛血清的DEME培养基，加入乳腺癌细胞MCF-7，104个细胞/孔，在37℃下置于CO2培养箱中存放。2天后，取出收集细胞，提取总RNA，采用荧光定量PCR检测检测苯基修饰材料表面对乳腺癌细胞内雌激素受体2基因（ESR2），迁移、增殖相关基因（Snaill，Cyclln）表达的影响，结果见图4。有研究报道当乳腺细胞发生癌变后，细胞内ESRα表达水平上升，ESRβ表达下降，而ESR2是ESRβ的一种。Snaill基因的表达与乳腺癌细胞的迁移有关。Cyclln基因调控乳腺癌细胞的的增殖。由图4可知，苯基抑制了乳腺癌细胞的增殖和迁移，同时可以促进乳腺癌细胞内雌激素受体2的分泌。
由上述结果可知，本发明制备的苯基修饰材料，可以抑制大部分乳腺癌细胞的黏附和增殖。同时，可以促进乳腺癌细胞内雌激素受体2基因（ESR2）的表达，抑制迁移、增殖相关基因（Snaill，Cyclln）的表达，其可以用于预防和治疗癌症（尤其是乳腺癌）的相关研究。

Claims (2)

1.苯基修饰材料在下述1）或2）中的应用：1）在制备促进乳腺癌细胞内雌激素受体2基因表达的产品中的应用；2）在制备抑制乳腺癌细胞内迁移、增殖相关基因表达的产品中的应用；
所述苯基修饰材料的制备方法，包括下述步骤：
1）以含苯基的硫醇为溶质、无水乙醇为溶剂，制备质量浓度为0.8～1.5%的硫醇溶液，并于3～8℃静置4～24h；其中，所述含苯基的硫醇，其分子式为C6H5(CH2)nSH，n为正整数；在制备硫醇溶液的过程中需要避光溶解；
2）在单晶硅片表面生长钛过渡层，再在所述钛过渡层上生长金层，得到镀金硅片；所述单晶硅片的厚度为0.5～1mm；所述钛过渡层的厚度为8～12nm；所述金层的厚度为30～50nm；所述单晶硅片为单晶硅<100>；所述金层为金<111>；所述生长钛过渡层的方法以及生长金层的方法选自下述任意一种：等离子溅射法、磁控溅射法和分子束外延生长法；所述单晶硅片在使用前还需进行下述清洁处理：将所述单晶硅片在浓硫酸和双氧水体积比为3:1的混合液中清洗2次，再用三蒸水清洗3次，氮气环境下烘干；所述浓硫酸的质量浓度为98%，所述双氧水的质量浓度为50%；
3）对步骤2）得到的镀金硅片进行下述处理的步骤：将所述镀金硅片在浓硫酸和双氧水体积比为3:1的混合液中清洗2次，再用三蒸水清洗3次，氮气环境下烘干；所述浓硫酸的质量浓度为98%，所述双氧水的质量浓度为50%；然后，在避光条件下，将所述镀金硅片放入步骤1）制备的硫醇溶液中，静置4～24h，即得所述苯基修饰材料。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述苯基修饰材料与水的接触角为101°～105°；所述苯基修饰材料中的硫醇分子在金表面排列的间距为5～6nm。
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