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光动力学疗法(Photodynamic therapy, PDT)和声动力学疗法(Sonodynamic therapy,SDT)是近些年出现的两种抗癌新思路和新方法,它们主要是基于激光或超声和光敏剂(或称声敏剂)的协同效应,即激光或超声能够激活肿瘤组织中特异性富集并长时间滞留的光(声)敏剂,使其产生抗肿瘤因子而杀伤肿瘤细胞和抑制肿瘤生长。光(声)敏剂作为光动力疗法和声动力疗法中的核心成分,在光动力和声动力疗法中发挥重要的作用。基于此,国内外相关学者致力于研究和研发各种新型光(声)敏剂如各种卟啉类化合物的衍生物,抗癌药物,以进一步优化这两种疗法。到目前为止较好的声敏剂仍是以卟啉类为主。原卟啉Ⅸ(ProtoporphyrinⅨ, PpⅨ)是血卟啉衍生物的一种有效组分,它作为一种较为理想的光敏剂,在PDT中被广泛研究,在SDT中,对PpⅨ的研究刚刚处于起始阶段。而PpⅨ对肿瘤细胞作用的具体机制,目前知之甚少。本论文在实验室前期研究的基础上,以国家自然科学基金项目“超声激活血卟啉抗肿瘤细胞的分子生物学机制”和“超声激活血卟啉诱导肿瘤细胞凋亡的分子机制的研究”为依托,采用不同浓度外源性PpⅨ对离体培养的S180,L1210肿瘤细胞的损伤作用进行研究,通过PpⅨ对细胞周期的影响,初步探讨PpⅨ抑制肿瘤细胞的作用机制。目前取得的实验结果如下：1.不同浓度PpⅨ对肿瘤细胞表现出不同的生长抑制作用：当PpⅨ浓度小于1μg／ml时,PpⅨ对S180,L1210细胞的生长基本没有影响；PpⅨ浓度为1μg／ml时,PpⅨ对S180,L1210细胞的生长表现出轻微的抑制效应,但与对照组相比,差异不显著(P>0.05)；当PpⅨ浓度大于1μg／ml时,PpⅨ在两种细胞中产生明显的生长抑制效应,并呈现浓度依赖效应,当PpⅨ浓度为5,10,20,40 gg／ml时,与对照组相比,差异显著(P<0.05)。另外,PpⅨ对S180,L1210细胞的生长抑制效应随着时间的延长表现出一定的变化规律：细胞的相对存活率在PpⅨ作用0-8 h逐渐降低,在8 h时降至最低,随后随着时间延长,细胞相对存活率逐渐上升。2.流式细胞仪检测不同浓度PpⅨ作用于S180,L1210细胞不同时间后对其细胞周期的影响,结果显示：不同浓度PpⅨ作用于S180,L1210细胞12 h后,随着PpⅨ浓度增加,与对照组相比,S期细胞逐渐上升,当PpⅨ浓度为40 gg／ml时,S180细胞S期细胞比例由对照组的42.65%上升至58.21%,L1210细胞S期细胞比例由对照组的42.89%上升至55.37%,即产生S期阻滞；当不同浓度PpⅨ作用S180,L1210细胞24 h后,依然表现为S期阻滞,当PpⅨ浓度为40μg／ml时,S180细胞S期细胞比例由对照组的31.62%上升至52.59%；L1210细胞S期细胞比例由对照组的36.87%上升至49.48%；不同浓度PpⅨ作用S180,L1210细胞36 h和48 h后,随着PpⅨ浓度增加,各个时相的细胞所占的比例与对照组相比没有差异。流式细胞术结果表明：超过一定浓度的PpⅨ抑制S180,L1210细胞的生长,可能与其产生S期阻滞相关,但外源性PpⅨ作用S180和L1210细胞引起其周期阻滞的情况相似,无细胞差异性。3. Western-Blot检测S180,L1210细胞中细胞周期相关分子的表达,结果显示：不同浓度PpⅨ作用S180细胞12,24,36,48 h后,随着PpⅨ浓度增加,与对照组相比,CDK2的表达没有改变；不同浓度PpⅨ作用S180细胞12,36,48 h后,随着PpⅨ浓度增加,与对照组相比,cyclinA的表达没有改变；不同浓度PpⅨ作用S180细胞24 h后,随着PpⅨ浓度增加,与对照组相比,cyclinA的表达上调,p53,p21蛋白表达上调。不同浓度PpⅨ作用L1210细胞12,24,36 h后,随着PpⅨ浓度增加,与对照组相比,CDK2, cyclinA的表达没有改变；不同浓度PpⅨ作用L1210细胞24 h后,随着PpⅨ浓度增加,与对照组相比,p53表达没有变化,p21蛋白表达略微上调。4.在S180细胞中,重要的抑癌因子p53和p21在PpⅨ诱导其产生S期阻滞中发挥了一定作用,可能DNA的损伤诱导了p53的表达,进一步上调了p21,p21作为广谱的CDK抑制因子,抑制了CDK2的活性,使得DNA复制速度减缓,发生S期阻滞。在L1210细胞中,抑癌基因p53在这过程中不发挥作用,而p21的表达上升为何种方式?是否为p53非依赖性,其具体的机制需要进一步的研究。5.RT-PCR检测S180,L1210细胞中细胞周期相关分子mRNA的表达,结果显示：不同浓度PpⅨ作用S180,L1210细胞12 h后,随着PpⅨ浓度增加,与对照组相比,CDK2,cyclinA, cyclinD1, cyclinE, p53, p21的mRNA表达在这两种细胞中没有发生改变,说明PpⅨ浓度增加对细胞周期相关分子的基因转录过程没有影响。PpⅨ作用S180细胞24 h,细胞周期相关分子mRNA的表达虽未变化,但Western结果显示p53,p21蛋白上调,可能与此时mRNA的翻译调控有关,如mRNA翻译频率上升或是mRNA稳定性增加,最终使得细胞周期相关分子蛋白表达上调。但具体的机制需要深入研究。