纳秒脉冲电场诱导乳腺癌细胞株MDA-MB-231凋亡的研究

摘要

背景与目的：
　　 动物实验及临床前期研究表明，纳秒脉冲(nanosecondpulsedelectricfieldsnsPEFs)具有能量高，微创操作，不需联合化疗药物等优点。本研究将纳秒脉冲作用于体内及体外培养的乳腺癌MDA-MB-231细胞，观察其凋亡情况并且研究其发生的分子机制。
　　 方法：
　　 分别用不同参数的纳秒脉冲作用于人乳腺癌细胞株MDA-MB-231，使用细胞活性计数法、细胞计数试剂盒(cellcountingKit-8，CCK-8)、DNA梯度法、细胞TUNEL染色法和流式细胞仪检测其对肿瘤细胞增殖、周期和凋亡的影响，透射电镜观察细胞形态变化，Transwell法检测迁移力和侵袭力的变化，JC-1实验检测线粒体膜电位变化，免疫荧光法检测Caspase通路蛋白变化以及动物实验观察纳秒脉冲治疗后肿瘤大小、形态及生长速度等的变化。
　　 结果：
　　 纳秒脉冲在体外可以显著降低细胞活性，诱导细胞凋亡，表现为CCK-8实验组细胞活性抑制率在24h，48h，72h分别为20KV/cm，71.78％，78.60％，82.13％；40KV/cm，80.92％，89.16％，92.13％；60KV/cm，82.94％90.70％，92.95％，与对照组抑制率0％相比均具有显著性差异(P<0.01)，且各实验组之间也具有显著性差异(P<0.01)；同时观察到大片段DNA生成，TUNEL阳性率0KV/cm，0.588％；20KV/cm，1.912％；40KV/cm，8.175％；60KV/cm，2.766％，各组间均具有差异(P<0.05)；FCM提示纳秒脉冲可以诱导细胞凋亡，阻滞肿瘤细胞生长周期于M期，从而抑制肿瘤细胞的增生，与TEM观察的细胞出现凋亡形态变化的结果相符；Transwell提示纳秒脉冲治疗后有基质胶及无基质胶实验中肿瘤细胞穿透小室的细胞个数明显减少，提示侵袭力与迁移力均显著下降；JC-1实验提示经纳秒脉冲治疗后肿瘤细胞线粒体膜电位显著下降，提示细胞出现早期凋亡，同时Caspase通路蛋白增加；动物实验提示纳秒脉冲处理后肿瘤体积实验组(30ns，40kV/cm100pulses，3天)为320g，而对照组为680g，假处理组为620g，提示其可以缩小肿瘤体积，抑制肿瘤生长。
　　 结论：
　　 纳秒脉冲可以通过激活内源性及外源性Caspase信号通路诱导乳腺癌细胞MDA-MB-231的凋亡。