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背景：神经胶质瘤是由神经外胚叶衍化而来的胶质细胞即星形胶质细胞、少枝胶质细胞和室管膜胶质细胞等发生的肿瘤，是颅内肿瘤中最常见的一种。它分为高分化和低分化两种类型，高分化胶质瘤细胞生长迅速，在脑内很快转移，低分化胶质瘤原发病灶生长相对缓慢。如何有效地控制神经胶质瘤的生长及防止其扩散至关重要。目前针对神经胶质瘤的单纯的常规外科手术及放疗均不敏感。化疗(chemotherapy)在肿瘤的治疗过程中占有及其重要的地位。但是，目前治疗神经胶质瘤尚缺乏有效的药物，现有化疗药物的高毒副作用仍然未得到很好的解决。本研究组以往研究结果表明中华眼镜蛇毒卡迪(KD)对多种肿瘤细胞有抑制作用。近期从中华眼镜蛇毒KD中分离纯化了10个组分，这些组分的抗肿瘤作用尚未研究，特别是对神经胶质瘤的作用未见报道。本研究拟观察这些组分对人神经胶质瘤细胞株U251的抗肿瘤作用，并初步探讨其抗肿瘤的机制。
目的：从KD分离组分中筛选出对U251细胞生长有抑制作用的组分，并观察该组分对U251细胞增殖和凋亡的效应。
方法：1、应用MTT法从KD及各分离组分中筛选出抗U251细胞的有效组分，在这个基础上再次筛选出有效组分作用的浓度范围，观察其对U251的抑制作用。用台盼蓝拒染法观察该组分对U251细胞抑制作用的时间效应关系。用MTT法观察该有效组分对小鼠成纤维细胞NIH3T3的细胞毒性作用。
2、应用激光共聚焦显微镜、流式细胞术、透射电子显微镜和琼脂糖凝胶电泳法检测组分KDⅡ-3诱导U251细胞凋亡作用。
结果：1、MTT结果显示：用1μg/ml、10μg/ml和100μg/ml的KD及其分离组分处理了U251细胞48小时后，筛选出抗U251细胞的有效组分为KD、KDⅡ-3、KDⅢ-1。将5、10、30、50、80、100μg/ml的KD、KDⅡ-3、KDⅢ-1和KDⅠ-1后处理细胞48小时后,MTT结果显示KD及KDⅢ-1特别是KDⅡ-3对神经胶质瘤细胞的作用较为明显。缩小药物浓度的间距(1μg/ml、3.75μg/ml、7.5μg/ml、15μg/ml、30μg/ml)后的MTT结果显示：KDⅡ-3和KDⅢ-1对U251细胞生长抑制作用具有明显的剂量—效应关系，相关系数分别为0.694(p＜0.004)和0.732(p＜0.002)。半数抑制浓度(IC50)分别为6.65μg/ml和10.54μg/ml。台盼蓝拒染法绘制的生长曲线显示组分KDⅡ-3对U251抑制作用呈现明显的时间效应关系。对NIH3T3细胞，组分KDⅡ-3和KDⅢ-1显示出较低的药敏性，其IC50分别为32.23μg/ml和40.876μg/ml,与U251细胞组比较有显著性差异(p＜0.01)。
2、流式细胞仪检测发现，KDⅡ-3(1μg/ml、3.75μg/ml、7.5μg/ml、15μg/ml)处理细胞24h后，其DNA图上可以见到明显的“亚G1期”峰。凋亡指数分别是13.3％、17.7％、20％、22.4％。细胞周期分析显示，U251细胞周期各个时相分布也相应发生改变，处于G0/G1期的细胞比例随着KDⅡ-3作用浓度的升高而增加，当KDⅡ-3的浓度为7.5μg/ml时，给药组G0/G1期细胞达64.1％，而阴性对照组G0/G1期细胞仅为44.8％；细胞的S期比例则随KDⅡ-3作用浓度的增加呈现递减趋势，当KDⅡ-3的浓度为7.5μg/ml时，给药组S期比例为8.4％，而阴性组S期的比例为51.7％，各给药组细胞各周期的比例和阴性组比较有显著性差异(P＜0.05)。表明KDⅡ-3诱导细胞凋亡，同时也将U25l细胞阻滞在G0/G1期。
3、激光共聚焦显微镜可以观察到，用3.75μg/ml和7.5μg/ml的KDⅡ-3作用U251细胞24小时后，可以见到细胞体积缩小、膜皱缩、核凝聚变小、染色质浓聚、荧光增强、核碎裂成大小不等的碎片，呈现典型的凋亡核形。
4、透射电子显微镜结果显示7.5μg/ml的KDⅡ-3组分作用U251细胞24小时后，可以观察到细胞体积缩小、胞膜完整但发生皱缩，染色质凝聚、固缩、边聚，部分出现核碎裂。
5、DNA琼脂糖凝胶电泳显示1～7.5μg/ml浓度的KDⅡ-3作用U251细胞24小时后，出现DNALadder条带。
结论：KD及其分离的10个组分中的KDⅡ-3、KDⅢ-1对于U251细胞具有较强的抗肿瘤作用，组分KDⅡ-3抑制U251细胞的作用有时间依赖性和剂量依赖性。KDⅡ-3抑制肿瘤作用的机制与引起肿瘤细胞的凋亡和对细胞周期的阻滞有关。具体作用机制和信号通路有待进一步研究。