腫瘤已經成為危害人類生命的一種常見疾病, 隨著磁療在臨床應用的廣泛開展,有關磁場對生物機體抗腫瘤細胞的研究也日益增多.但磁場對生物的影響比較復雜,在不同的磁場強度、溫度、照射時間等條件下,生物效應會有所不同.通常較強的磁場會抑制生物的生長,而弱磁場對生物可能具有促進作用,不同種類生物其磁效應結果也會不同. 為進一步探索磁場的生物學效應,我們在 4T 恒定強靜磁場作用 1、8h 和 24h 后,采用生物化學DTNB法測定白血病細胞 Jurkat 細胞內谷胱甘肽的含量變化,旨在探討強靜磁場對腫瘤細胞的生物效應,為磁療在臨床醫學的應用提供一定實驗依據.
1 材料與方法
1.1 材 料與儀器
1.1.1 材料 ①細 胞系 : 人急性淋巴細胞性白血病細胞株 Jurkat,購于中國科學院上海細胞庫. ②試劑和藥物:改良型 RPMI-1640培養基\\(美國 HyClone 公司\\);胎牛血清\\(美國 HyClone 公司;谷胱甘肽\\(GSH\\)測定試劑盒\\(南京建成生物工程研究所\\). ③主要儀器:UV-1800 紫外可見分光光度計\\(中國上海美譜達儀器有限公司 \\);MCO175CO2 培養箱\\(日本三洋電器\\).
1.1.2 強磁場設備 沈陽工業大學工程電磁場理論與新技術研究所自行開發,國家發明專利號 ZL200710011163,在工作空間中產生豎直方向的穩定超強磁場,磁場中心磁感應強度為 4T,強磁體的工作空間是一個豎立圓柱形通孔,內徑 8 mm,長度 150 mm.在工作空間軸心方向上,磁場中心磁感應強度比較均勻. 工作空間的溫度為\\(37±1\\)℃.
1.2 實 驗方法
1.2.1 細胞培養 急性淋巴細胞性白血病細胞株 Jurkat,培 養于含10%胎牛血清的 RPMI1640 培養液中, 置于 37℃,5%CO2飽和濕度培養箱中培養,3~4 d 換液一次.
1.2.2 細 胞內 GSH 含 量測定 取對數生長期的白血病細胞株 Ju-rkat 細胞,調整細胞數為每毫升 1×106. 實驗分組:實驗組\\(磁場照射\\)、對照組\\(無磁場照射\\). 在 37℃條件下,將實驗組細胞置于恒強磁場進行照射,對照組細胞不做磁場照射.磁場照射結束后,收集細胞,以 PBS 液洗滌 3 次,用 40Hz 超聲波粉碎細胞,以 4000rpm/min,離心 10min 后留取上清,實驗按試劑盒說明書操作,顯色反應后測定吸光度,使用 UV-1800 紫外可見分光光度計,測定波長為420 nm,1 cm 光 鏡 ,雙蒸水調零 ,比色測定待測試樣的光密度值\\(OD\\),并記錄空白管、標準管 、實驗組和對照組所對應的 OD 值 .實驗重復 3 次. 按以下公式計算細胞內 GSH 含量:GSH 含量\\(gGSH/L\\)=×標準品濃度×GSH 分子量×樣 品稀釋倍數,其中標準管濃度\\(20umol/L\\).將測定的 OD 值按計算式轉換為細胞內含量,單位為 mg/L.
1.3 統計學處理
統計學分析采用 SPSS 11.0 統計軟件,結果以均數標準差\\(x±s\\)表示,兩樣本均數比較采用 t 檢驗,P<0.05 為差異有統計學意義.
2 結果
強靜磁場連續照射 1、8h 和 24h 后, 各實驗組細胞內谷胱甘肽的含量低于對照組,差異有統計學意義\\(P<0.05\\),如表 1 所示.不同照射時間組谷胱甘肽含量比較,隨照射時間延長,谷胱甘肽含量逐漸降低,但差異無統計學意義.
3 討論
谷胱甘肽\\(Glutataione\\)是一種由三個氨基酸組成的小分子肽,它作為體內重要的抗氧化劑和自由基清除劑,如與自由基、重金屬等結合,從而把機體內有害的毒物轉化為無害的物質,排泄出體外. 谷胱甘肽可促進細胞增殖,保護細胞免受氧應激損傷,顯示其具有細胞保護、抗氧化和抗纖維化作用[1].谷胱甘肽含量與腫瘤細胞的增殖也有密切的關系,在白血病化療過程中,谷胱甘肽 S轉移酶的高表達的腫瘤細胞出現對化療藥耐藥或者不敏感,降低谷胱甘肽的含量可以逆轉耐藥狀態[2-3].靜磁場是磁場方向及強度恒定不變的一類磁場強靜磁場是強度高于 1 特斯拉的磁場.也有研究發現,0.2~0.4 T 中等強度靜磁場對人 T 淋巴細胞白血病細胞曝磁 3 d 后,增殖能力均受到明顯抑制[4-5],中強度靜磁場也可以抑制腫瘤細胞的生長,誘導腫瘤細胞產生氧化應激,破壞細胞膜結構,促使腫瘤細胞凋亡[6].
我們的研究顯示: 白血病細胞經過 4T 高強靜磁場照射 1h、8、24 h,谷 胱甘肽的表達水平較對照組明顯降低 ,這提示高強靜磁場可以降低白血病細胞內谷胱甘肽水平,對細胞產生氧化損傷作用. 損傷的機制可能為: 自由基是生物體內獨立存在的含有未配對電子的順磁性物質,因此會受到磁場的吸引,導致自由基參與的生理及病理活動受到影響[7].研究發現 ,60mT 的 靜磁場照射人外周血白細胞 45 min,可使細胞內活性氧自由基升高[8].也有研究發現 12T 超強靜磁場每天照射小鼠 2 h,連續 7 d,可以顯著增強小鼠肝臟和腎臟中過氧化氫酶、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶的活力. 作者認為由于體內超氧化物歧化酶,CAT 等抗氧化酶的活性中心都是一些磁性金屬,它們具有順磁性,在磁場中會受到磁力或磁力矩的作用,使得生物高分子的磁距取向發生改變,導致這些活性中心為磁性金屬的酶的活性發生變化[9]. 本研究中實驗組白血病細胞經過不同時間磁場照射,隨時間延長,谷胱甘肽含量均數逐漸下降,但各組間無統計學差異,尚不能證明有量效關系,有待于增加實驗樣本數量進一步驗證.
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