DOI:10.1016/j.lfs.2020.118152
肿瘤干细胞（CSCs）是肿瘤的来源，并且在抗肿瘤疗法中起着关键作用。为了改善当前针对CSCs的治疗方法，在这项工作中，研究者开发了一种新型电纺聚己内酯（PCL）纳米纤维系统，其中包含羟基化的多壁碳纳米管（MWCNTs-OH）和全反式维甲酸（ATRA）。采用静电纺丝法制备纳米纤维膜，并通过扫描电子显微镜、XRD和Raman等方法对纳米纤维膜的理化性质进行评估。研究了纳米纤维膜的光热性能及其对CSCs分化和细胞毒性的影响。最后，评估了纳米纤维膜在体内的抗肿瘤作用。在最佳条件下形成的纳米纤维是光滑且无珠的。含MWCNTs-OH的纳米纤维膜可以在近红外（NIR）照射下提高培养基的温度，从而抑制神经胶质瘤干细胞（GSCs）的活性。同时，添加的ATRA可以进一步诱导GSCs的分化，破坏干细胞特性并降低其对热处理的抵抗力。暴露于NIR照射2分钟后，复合纤维在1、2和3天后分别使GSCs的体外活性降低了13.41％、14.83％和26.71％。每天照射3分钟，持续3天后，GSCs的存活率仅为22.75％，并且在体内观察到相似的结果。上述结果表明，热疗法和分化疗法相结合对CSCs具有有效的细胞毒性。如果在手术切除肿瘤后将纳米纤维膜插入该部位，则能够阻碍肿瘤的复发。
图1.（A）无添加剂、（B）0.5wt％全反式维甲酸（ATRA）、（C）1wt％ATRA、（D）1.5wt％ATRA、（E）0.1％w/v羟基化多壁碳纳米管（MWCNTs-OH）、（F）0.2％w/v MWCNTs-OH、（G）0.25％w/v MWCNTs-OH和（H）0.3％w/v MWCNTs-OH制备的电纺聚己内酯（PCL）纳米纤维的扫描电子显微镜（SEM）图像和直径分布。
图2.添加有0.2％w/v MWCNTs-OH和不同含量的ATRA的电纺PCL纳米纤维的SEM图像和直径分布。（A）PAM1（PCL，MWCNTs-OH，0.5wt％ATRA），（B）PAM2（PCL，MWCNTs-OH，1wt％ATRA）和（C）PAM3（PCL，MWCNTs-OH，1.5wt％ATRA）。
图3.拉曼光谱：（a）纯ATRA，（b）纯PCL，（c）纯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）。
图4.XRD图谱：（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）（插图）纯ATRA。
图5.电纺膜的应力/应变曲线
图6.PA2和PAM2膜产生的热量。A（PA2）和B（PAM2）：介质的表面温度，C：介质内部的温度，D（PA2）和E（PAM2）：嵌入小鼠时的温度变化，F：小鼠的体内温度。
图7.A：在没有NIR的情况下，膜的ATRA释放曲线。B：在近红外（808nm，1.5W/cm2，20s）下膜的ATRA释放曲线。
图8.通过免疫荧光、流式细胞术和Western印迹检测纳米膜对神经胶质瘤干细胞（GSCs）分化的影响。第五天的CD133阳性细胞（红色）（比例尺：40μm）。暴露于A：纯PCL和B：PAM1（PCL，MWCNTs-OH，0.5wt％ATRA）的GSCs；第五天GFAP阳性细胞（绿色）（比例尺：40μm）。暴露于C：纯PCL和D：PAM1的GSCs。暴露于PM2和PAM2的细胞的CD133-PE流式细胞仪和Western blot结果。E：流程图，F：平均荧光强度的直方图。G：CD133表达的蛋白质印迹分析。H：蛋白质印迹的灰度分析。*P＜0.05；**P＜0.01；***P＜0.001，****P＜0.0001。
图9.A：支架植入15天后小鼠器官的H＆E染色结果，a，b和c分别表示肝，肾和肺组织（比例尺：50μm）。B：PM2（PCL，0.2％w/v MWCNTs-OH）膜对正常人星形胶质细胞（NHA）的体外细胞毒性测试。
图10.膜的体外细胞毒性测试。PM2和PAM2也在NIR下于2分钟和3分钟（808nm，1.5W/cm2）进行测试。*P＜0.05；**P＜0.01；***P＜0.001，****P＜0.0001。
图11.纳米膜的体内抗肿瘤作用。CSC注射5天后，将纳米膜植入小鼠的肿瘤部位。对于PAM2-NIR组，每天用NIR（808nm，1.5W/cm2，每天2.5分钟）照射肿瘤部位。A：显示第15天三组中肿瘤大小的代表性照片。B：三组小鼠的肿瘤生长曲线。C：为了进一步的组织学确认，取出每组小鼠的肿瘤用于H＆E和TUNEL（细胞核用DAPI染色）处理和分析（比例尺：50μm）。ns：P＞0.05，*P＜0.05；**P＜0.01；***P＜0.001，****P＜0.0001。
