DOI:10.1016/j.lfs.2020.118152
腫瘤干細胞（CSCs）是腫瘤的來源，并且在抗腫瘤療法中起著關鍵作用。為了改善當前針對CSCs的治療方法，在這項工作中，研究者開發了一種新型電紡聚己內酯（PCL）納米纖維系統，其中包含羥基化的多壁碳納米管（MWCNTs-OH）和全反式維甲酸（ATRA）。采用靜電紡絲法制備納米纖維膜，并通過掃描電子顯微鏡、XRD和Raman等方法對納米纖維膜的理化性質進行評估。研究了納米纖維膜的光熱性能及其對CSCs分化和細胞毒性的影響。最后，評估了納米纖維膜在體內的抗腫瘤作用。在最佳條件下形成的納米纖維是光滑且無珠的。含MWCNTs-OH的納米纖維膜可以在近紅外（NIR）照射下提高培養基的溫度，從而抑制神經膠質瘤干細胞（GSCs）的活性。同時，添加的ATRA可以進一步誘導GSCs的分化，破壞干細胞特性并降低其對熱處理的抵抗力。暴露于NIR照射2分鐘后，復合纖維在1、2和3天后分別使GSCs的體外活性降低了13.41％、14.83％和26.71％。每天照射3分鐘，持續3天后，GSCs的存活率僅為22.75％，并且在體內觀察到相似的結果。上述結果表明，熱療法和分化療法相結合對CSCs具有有效的細胞毒性。如果在手術切除腫瘤后將納米纖維膜插入該部位，則能夠阻礙腫瘤的復發。
圖1.（A）無添加劑、（B）0.5wt％全反式維甲酸（ATRA）、（C）1wt％ATRA、（D）1.5wt％ATRA、（E）0.1％w/v羥基化多壁碳納米管（MWCNTs-OH）、（F）0.2％w/v MWCNTs-OH、（G）0.25％w/v MWCNTs-OH和（H）0.3％w/v MWCNTs-OH制備的電紡聚己內酯（PCL）納米纖維的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像和直徑分布。
圖2.添加有0.2％w/v MWCNTs-OH和不同含量的ATRA的電紡PCL納米纖維的SEM圖像和直徑分布。（A）PAM1（PCL，MWCNTs-OH，0.5wt％ATRA），（B）PAM2（PCL，MWCNTs-OH，1wt％ATRA）和（C）PAM3（PCL，MWCNTs-OH，1.5wt％ATRA）。
圖3.拉曼光譜：（a）純ATRA，（b）純PCL，（c）純MWCNTs-OH，（d）PA2（PCL，1wt％ATRA），（e）PM2（PCL，0.2％w/v MWCNTs-OH）和（f）PAM2（PCL，1wt％ATRA，0.2％w/v MWCNTs-OH）。
圖4.XRD圖譜：（A）PCL，（B）PM2（PCL，0.2％w/v MWCNTs-OH），（C）PAM1（PCL，0.2％w/v MWCNTs-OH，0.5wt％ATRA），（D）PAM2（PCL，0.2％w/v MWCNTs-OH，1wt％ATRA），（E）PAM3（PCL，0.2％w/v MWCNTs-OH，1.5wt％ATRA）和（F）（插圖）純ATRA。
圖5.電紡膜的應力/應變曲線
圖6.PA2和PAM2膜產生的熱量。A（PA2）和B（PAM2）：介質的表面溫度，C：介質內部的溫度，D（PA2）和E（PAM2）：嵌入小鼠時的溫度變化，F：小鼠的體內溫度。
圖7.A：在沒有NIR的情況下，膜的ATRA釋放曲線。B：在近紅外（808nm，1.5W/cm2，20s）下膜的ATRA釋放曲線。
圖8.通過免疫熒光、流式細胞術和Western印跡檢測納米膜對神經膠質瘤干細胞（GSCs）分化的影響。第五天的CD133陽性細胞（紅色）（比例尺：40μm）。暴露于A：純PCL和B：PAM1（PCL，MWCNTs-OH，0.5wt％ATRA）的GSCs；第五天GFAP陽性細胞（綠色）（比例尺：40μm）。暴露于C：純PCL和D：PAM1的GSCs。暴露于PM2和PAM2的細胞的CD133-PE流式細胞儀和Western blot結果。E：流程圖，F：平均熒光強度的直方圖。G：CD133表達的蛋白質印跡分析。H：蛋白質印跡的灰度分析。*P＜0.05；**P＜0.01；***P＜0.001，****P＜0.0001。
圖9.A：支架植入15天后小鼠器官的H＆E染色結果，a，b和c分別表示肝，腎和肺組織（比例尺：50μm）。B：PM2（PCL，0.2％w/v MWCNTs-OH）膜對正常人星形膠質細胞（NHA）的體外細胞毒性測試。
圖10.膜的體外細胞毒性測試。PM2和PAM2也在NIR下于2分鐘和3分鐘（808nm，1.5W/cm2）進行測試。*P＜0.05；**P＜0.01；***P＜0.001，****P＜0.0001。
圖11.納米膜的體內抗腫瘤作用。CSC注射5天后，將納米膜植入小鼠的腫瘤部位。對于PAM2-NIR組，每天用NIR（808nm，1.5W/cm2，每天2.5分鐘）照射腫瘤部位。A：顯示第15天三組中腫瘤大小的代表性照片。B：三組小鼠的腫瘤生長曲線。C：為了進一步的組織學確認，取出每組小鼠的腫瘤用于H＆E和TUNEL（細胞核用DAPI染色）處理和分析（比例尺：50μm）。ns：P＞0.05，*P＜0.05；**P＜0.01；***P＜0.001，****P＜0.0001。
