细胞活性MTT法定量分析中的异速生长代谢动力学

摘要

目的：分析细胞活性噻唑蓝比色法（MTT）法）定量分析中细胞代谢MTT的特殊动力学特点，建立适于临床应用的分析方法。方法：以传统的MTT法为基础，以MTT浓度、反应时间（t)及细胞数（X）为主要研究参数，观察4种肿瘤细胞系（Hep-G2等）在体外对MTT的代谢特点。采用一级代谢动力学方程【Pt=Qo[1-exp(-kt)]】为分析MTT总量（Q0）与其代谢产物甲Zhuan(Pt)关系的基本模型，采用逻辑斯谛方程【Pi=e^a+βxi/(1+e^a+βxi)】分析呈S－型曲线的细胞死亡率（Pi)，采用异速生长方程【Y=KX^b】表达细胞代谢活性（Y）与每孔细胞数（X）间的关系，以逐步分析MTT代谢中各项因素之间的相互作用和内在联系。结果：根据光学原理，在MTT法中吸光度（At)与甲Ahuan的量（Pt)成正比，MTT初始总量（Q0）全部代谢成甲Zhuan相当的吸光度为极限吸光度（Amax)，按本试验条件MTT50μg／孔径相当于4．0。At对反应时间（t)和Amax呈有限依赖性，提示MTT的代谢不遵从典型的一级代谢动力学规律。MTT的细胞毒性所致细胞渐进性死亡呈S－型曲线，遵从logistic模型的规律。细胞代谢MTT的能力与细胞密度成负相关，遵从异速生长规律，4种细胞系代谢MTT能力的异速生长指数b均介于0．5－0．75之间。以上3种现象各项参数之间存在内在的联系，可用平衡细胞方程（BCEq)【At=Amax{1-exp[-KX^bf(t)]}】表示，式中K为一常数，f(t)为时间函数。结论：体外细胞MTT的代谢遵从特殊的异速生长动力学规律，BCEq是对细胞代谢MTT规律的三维解析，可用三维三步MTT法进行比较准确的细胞定量分析。