低剂量体外冲击波通过ATP辅助甲氨蝶呤诱导骨肉瘤U2OS细胞凋亡的研究

【摘要】低剂量体外冲击波（Low-doseExtracorporealShockWave,LDESW）可增加细胞膜的通透性，引起细胞外的大分子物质进入细胞内；同时也可以促使细胞内的ATP向细胞外释放，释放到细胞外的高浓度ATP会引起细胞功能改变。体外实验显示：体外冲击波可协同化疗药物，促进细胞凋亡。这提示：可用体外冲击波辅助化疗药物治疗肿瘤。但是，这些研究缺乏体外实验支持，忽略了体外冲击波可引起细胞内ATP向细胞外释放这一事实。基于此，我们假设；体外冲击波通过改变细胞膜的通透性，一方面定向增加细胞内ATP向细胞外释放，通过细胞表面的P2X7受体，促进骨肉瘤细胞凋亡；另一方面，定向增加化疗药物进入细胞内的含量，这样就可以达到减少化疗药物用量又同时增加骨肉瘤细胞凋亡的目的。这样本研究，将为如何增加骨肉瘤细胞对化疗药物的敏感性，减少化疗药物用量，增进实体性肿瘤靶向治疗效果，提供一种新的手段和理论依据。目的研究体外冲击波协同低剂量的甲氨蝶呤诱导人骨肉瘤U2OS细胞凋亡的机制：研究低剂量体外冲击波是否引起细胞膜的通透性增加，一方面增加不容易通过细胞膜的化疗药物-甲氨蝶呤进入细胞内，增进细胞凋亡；另一方面，促使ATP释放到细胞外，细胞外高浓度的ATP激活细胞表面的P2X7受体，通过凋亡内部途径或外部途径，促进骨肉瘤细胞凋亡。方法本研究通过体外培养骨肉瘤U2OS细胞，应用不同次数，电容0.3μF、工作电压7KV的LDESW分别作用U2OS细胞，应用台盼蓝染色法检测LDESW对细胞活性的影响；分别应用不同浓度的MTX及其联合LDESW作用U2OS细胞24h后，应用CCK-8法检测单药组以及联合组对U2OS细胞的增殖抑制情况；应用流式细胞术检测不同浓度MTX单独作用及联合LDESW对U2OS细胞凋亡的影响；本研究应用ELISA方法检测单药组以及联合组U2OS细胞内MTX含量；最后，我们采用HPLC方法定量分析了对照组和LDESW实验组U2OS细胞外ATP的含量。结果本实验研究主要结果显示：，电容0.3μF、工作电压7kV的ESW作用U2OS细胞低于300次对细胞活性无影响；联合组和单药组相比，能够显著抑制细胞增殖及诱导其凋亡（P<0.05）。ELISA方法检测单药组较联合组相比U2OS细胞内MTX含量低，两组别相比较有显著性差异（P<0.05）。在HPLC检测U2OS细胞外ATP含量中，实验组U2OS细胞外的ATP含量高于对照组，两组别相比较有显著性差异（P<0.05）。结论本研究证实LDESW能够使骨肉瘤U2OS细胞膜通透性一过性增大，一方面使不容易通过细胞膜的MTX进入细胞内；另一方面使细胞内的ATP释放到细胞外，细胞外形成高浓度的ATP。但没有证实细胞外高浓度ATP是否是通过激活P2X7受体通路协同MTX诱导骨肉瘤细胞凋亡，需要后续试验进一步研究探讨。
【作者】侯向锋；
【导师】于铁成；王成学；
【作者基本信息】吉林大学，外科学，2014，硕士
【关键词】体外冲击波；三磷酸腺苷；细胞凋亡；甲氨蝶呤；U2OS细胞；

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