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背景:骨肉瘤是最常见的原发恶性骨肿瘤。骨肉瘤的治疗很困难,预后也差。近年来研究发现应用大剂量化疗药物可以改善骨肉瘤的治疗效果,但是这一方法也可以导致许多副作用的产生。如何减少化疗药物的剂量、优化治疗效果是目前骨肉瘤患者治疗的目标。如何平衡化疗药物的剂量减少其副作用并保证治疗效果,仍然是骨肉瘤治疗的一项挑战。近年来的研究提示冲击波可能增加骨肉瘤细胞对化疗药物的敏感性。在本研究中我们应用甲氨蝶呤处理人骨肉瘤U2OS细胞,实验组辅助冲击波,评估细胞的凋亡程度,明确治疗效果并探索其潜在机制。实验方法:在本研究中,我们应用台盼蓝染色法确定最佳的冲击波参数。通过定性和定量分析法测定人骨肉瘤U2OS细胞对荧光物质荧光黄和钙黄绿素的摄取。应用人甲氨蝶呤ELISA试剂盒和MTT法评估冲击波辅助甲氨蝶呤处理人骨肉瘤U2OS细胞的效果。为探索冲击波辅助甲氨蝶呤治疗骨肉瘤的机制,我们应用免疫荧光法检测人骨肉瘤U2OS细胞膜表面的P2X7受体,应用ATP试剂盒检测细胞外ATP浓度。全部实验数据应用统计学软件SPSS17.0进行处理,组间差异采取t检验进行对比。实验结果:当冲击波参数为7 k V 450次或14 k V 200次时,对人骨肉瘤U2OS细胞活性产生显著影响。因此实验中我们选择冲击波参数为7 k V400次和14 k V 150次。实验结果表明冲击波可促使人骨肉瘤U2OS细胞摄取荧光黄和钙黄绿素。冲击波同样可显著增加细胞对化疗药物甲氨蝶呤的摄入并增加甲氨蝶呤诱导的细胞凋亡。我们发现冲击波的处理可使细胞外ATP浓度增加,人骨肉瘤U2OS细胞表面大量表达P2X7受体,P2X7受体抑制剂KN62可以减少甲氨蝶呤诱导的细胞凋亡。此外我们还发现只有当ATP浓度≥100μM时才对细胞活性有显著影响,而冲击波诱导的ATP释放浓度最大值不超过1.6μM,说明ATP/P2X7的相互作用没有直接导致细胞凋亡。结论:我们的研究结果表明:(1)冲击波可以使人骨肉瘤U2OS细胞膜的通透性一过性增加,促使大分子物质进入细胞内;(2)冲击波可以辅助甲氨蝶呤进入人骨肉瘤U2OS细胞内并提高化疗效果;(3)人骨肉瘤U2OS细胞膜表面大量表达P2X7受体;(4)冲击波可以通过多种途径促使人骨肉瘤U2OS细胞内ATP向细胞外释放;(5)冲击波辅助甲氨蝶呤诱导人骨肉瘤U2OS细胞凋亡的机制为:冲击波促使人骨肉瘤U2OS细胞内的ATP流向细胞外,与P2X7受体结合使细胞膜的通透性增加,进而使大量甲氨蝶呤进入细胞内,促使细胞凋亡。临床意义:冲击波可能将成为骨肉瘤治疗的一种佐剂。骨肉瘤患者在接受化疗后可在病灶局部进行冲击波治疗,促使肿瘤细胞摄取化疗药物,这样就可以减少化疗药物的用量,减少其副作用同时改善骨肉瘤的治疗效果。