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口腔癌(Oral Cancer,OC)是人体好发癌之一,严重威胁和损害人的身心健康。OC的治愈率低,晚期癌治愈率不仅降低,还伴复发率升高。目前,OC中发病率最高是口腔鳞状细胞癌(Oral squamous cell carcinoma,OSCC,简称口腔鳞癌),其主要的治疗方式是多学科综合序列治疗。该疗法在一定程度上提高了治疗效率,但要实现临床精准医疗,还有待开发新型药物和发现新思路来提高疗效的特异性。随着对癌症微观认识地深入,部分肿瘤研究学者把目光聚焦于离子通道上,发现许多有力的证据,表明某些钾离子(Potassium,K+)通道活性改变会导致细胞增殖和凋亡的异常。现研究发现,4-氨基吡啶(4-amino pyridine,4-AP)阻滞细胞膜上A型K+通道(A-type potassium channels)后,通道活性会发生改变,这种改变影响一些癌细胞的增殖。目的:从A型K+通道入手,使用A型K+通道阻滞剂4-AP抑制人舌鳞状细胞癌株(Tca8113)膜上相应通道后,观察Tca8113细胞增殖及其膜电流的变化。由此探讨A型K+通道对Tca8113细胞增殖的影响。方法:体外培养Tca8113细胞株,使用3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐(3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2-H-tetrazolium bromide)比色法(又称MTT比色法),分别在0h、24h、48h、72h、96h、120h、144h各时间点,检测4-AP终浓度为8 mM、4 mM、2 mM、1 mM、0.5 mM、0.1 mM各组、对照组和空白组的光密度(optical density,OD)值。运用全细胞膜片钳技术,记录对照组(无4-AP)和实验组(4-AP终浓度为2 mM)的Tca8113细胞膜上A型K+电流值。应用SPSS17.0软件中重复测量的方差分析法(Reapeated Measure)、LSD法和成组t检验方法分析实验结果,当P<0.05时,差异有统计学意义。结果:在宏观上,利用MTT法检测发现:(1)4-AP终浓度为1 mM、0.5 mM、0.1 mM的实验组中,24h后细胞形态无明显变化,散在的细胞数相对减少,而4-AP终浓度为8 mM、4 mM、2 mM的实验组中,相同时间下细胞多以圆形和球形为主。(2)在实验观察的144h中,空白组的OD值0.075,基本保持不变;对照组的OD值从0.311稳定上升至1.078;0.1 mM实验组的OD值从0.324到1.025;0.5 mM实验组的OD值从0.314到0.96;1 mM实验组的OD值从0.313到0.956;2 mM实验组的OD值从0.325到0.996;4 mM实验组的OD值从0.300到0.818;8 mM实验组的OD值从0.315到0.073。采用重复测量方差分析,发现时间和浓度间存在交互作用(P<0.001)。当单独分析浓度效应或时间效应时(P均小于0.001),差异有统计学意义,说明细胞增殖抑制存在药物浓度和时间的依赖性。(3)8 mM 4-AP作用72h后细胞抑制率平均90%左右,4 mM 4-AP作用72h后抑制率接近50%,其余各组的抑制率不超过20%。且72h后每组的抑制率变化不大,有逐渐稳定或下降的趋势。LSD法对比可知,8 mM、4 mM、2 mM的4-AP作用细胞后,抑制细胞增殖的效果与其余各组间差异有统计学意义(P<0.05),说明一定浓度的4-AP可以抑制Tca8113细胞的增殖。在细胞水平上,电生理结果发现:(1)在终浓度为2 mM的4-AP作用下,细胞膜A型电流(transient outward potassium current,IA,Ito)的峰值从267.04±13.84 pA降低至124.81±5.24 pA。经成组t检验分析可知,每组数据的P值均小于或等于0.001,差异有统计学意义。说明4-AP对A型K+通道的阻滞,参与细胞膜上Ito的变化过程。(2)随测试电压(test pressure,TP)从-60 mV到70 mV,未加4-AP组的Ito从61.56±9.57 pA到267.04±13.84 pA,加入4-AP组的Ito从49.50±9.85 pA到124.81±5.24 pA,P<0.005,差异有统计学意义,说明该通道具有电压依赖性。(3)实验中细胞膜电容的平均值约为0.986±0.583μF/cm2,同类细胞的不同个体的膜电容基本相似。结论:(1)OSCC细胞表面存在A型K+通道,细胞膜上的Ito具有电压依赖性,且同一种细胞的膜电容基本相似。(2)在实验终浓度为8 mM范围内,终浓度统一时,4-AP抑制细胞增殖的效果有时间依赖性;在144h内,同一时间点上不同浓度的4-AP抑制细胞增殖的效果有浓度依赖性。(3)药物作用72h后,增殖可因营养供给减弱、药物终浓度改变或细胞耐药性增强,导致抑制细胞增殖的趋势逐渐减弱或趋于平稳。(4)A型K+通道的阻滞会影响Tca8113细胞的增殖,该通道可能参与Tca8113细胞增殖的过程。