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目的:肿瘤是严重威胁人类健康的疾病之一。研究发现,肿瘤的发生发展与细胞周期失控有密切联系。无论是癌基因的激活还是抑癌基因的失活,最终都作用于细胞周期的调控,表现在增殖过快,凋亡过少的失控性生长。2001年诺贝尔医学奖颁发给了在细胞周期调控研究取得重大进展的三位科学家。细胞周期与肿瘤发生理论上的重大突破,形成了对肿瘤治疗的新策略。研究表明,许多环境污染物作用于细胞能否发生“三致”作用与细胞周期的不同分期敏感性有关,许多抗瘤药物诱导肿瘤细胞凋亡或杀伤肿瘤细胞的敏感性常依赖于细胞周期。因此,以增加细胞周期不同分期对药物的敏感性,选择适当细胞周期时间点给予抗瘤药物,乃至放射治疗作为突破口可能成为提高肿瘤治疗效果的一条有效途径。 大量研究发现,自由基(FR)、活性氧(ROS)能够造成氧化应激,诱发细胞发生脂质过氧化、DNA链的断裂作用、影响细胞内的信号转导及相关基因的表达,使细胞氧化/抗氧化平衡功能系统失调。ROS的含量高低可以调控肿瘤的分化、凋亡,许多抗肿瘤药物发挥作用与激发ROS的产生有关。有实验提示,药物诱导肿瘤细胞凋亡所具有的细胞周期敏感性与ROS有关。因此,在体外研究ROS直接诱导肿瘤细胞氧化损伤与细胞周期之间的关系对进一步探讨ROS对肿瘤细胞的氧化应激调控机制,提高肿瘤的治疗效果具有重要的理论和实际意义。因此,制备高度同步化的肿瘤细胞模型,并以此模型进行氧化应激作用研究,成为肿瘤发生第四军医大学硕士学位论文与抗癌研究的必然要求。方法:在通过比较、探索不同的细胞同步化方法,选定胸腺喀睫核昔(TdR)阻断法分别获得同步化于G,、S和GZ期的细胞,以过氧化氢(HZOZ)为外源性ROS因子,以人肝癌细胞HePGZ作为研究对象,观察了细胞同步化的效果,测定了ROS作用于细胞周期不同分期的敏感性,以及氧化损伤的特点。本实验共分为5个实验组,分别为对照组(未用胸营和HZO:处理)、单纯HZO:处理组(未用胸昔处理,单纯加HZOZ)、同步化于G,期+HZO:组、同步化于S期+HZOZ组和同步化于GZ/M期+HZO:组。通过在同步化细胞中加入一定剂量的HZO:造成氧化应激状态,分别采用光镜下病理形态学观察、流式细胞检测技术、单细胞凝胶电泳技术等手段,以及检测氧化应激损伤包括凋亡、坏死的相关生化指标的改变,比较系统的观察ROS诱导同步化肿瘤细胞氧化损伤的敏感分期、作用特点以及变化规律等。结果:本实验通过一定剂量的HZO:作用于不同细胞周期的HePGZ细胞,观察ROS诱导同步化肿瘤细胞氧化损伤的情况,得出以下结果:1、通过测定TdR进行细胞同步化细胞增殖周期的峰值间隔时间,确定该细胞周期为22h;其各期分布为:Gl期为1 5.3h,S期为4.6h,而GZ/M期为2.2h,说明该细胞DNA合成前期具有长时性,其分裂时相具有快速性的特点。细胞同步化的效果为:GI期细胞达到86.3%;S期细胞78.1%;G:期细胞保持在66.8%,说明细胞完成良好的同步化作用。2、氧化应激引起同步化不同分期细胞DNA严重损伤,经单细胞凝胶电泳技术测定,出现典型的DNA损伤的彗星现象,S期的DNA损伤最为明显,彗核呈“水滴状”的大片段DNA损伤的特殊征象,证明S期细胞的DNA对氧化损伤最严重、最敏感。3、同步化细胞氧化应激损伤的凋亡细胞分布集中,以S期细胞早期凋亡率和总凋亡率为最高,细胞坏死表现集中、作用敏感。4、同步化细胞不同分期的氧化损伤的相关机理研究表明,同步化第四军医大学硕士学位论文细胞的氧化损伤主要发生在细胞周期的S、GZ/M期:XOD、MDA和脂褐素含量、抗一02一’和抗一‘OH能力,均在同步化的S、GZ/M期细胞受到活性氧刺激后显著升高。结果提示,肿瘤细胞自身存在对抗氧化损伤的防御机制,当细胞受到HZO:刺激后,自身对抗02一’和抗‘OH活性损伤的防御机制动员的敏感分期为S期和GZ/M期,细胞反应显著。结论:1、HZO:对同步化HePGZ细胞的氧化损伤作用具有明显的细胞周期敏感性,表现为S期和GZ/M期特异敏感性和G:期细胞对ROS的较大的耐受性。2、HZO:作用同步化HePGZ细胞后,代谢产生02一‘和‘oH相关酶的活性、脂质过氧化损伤作用、抗氧化能力均表现出细胞周期特异性。这可能是导致细胞最终氧化损伤周期敏感性的原因。3、利用改良的胸腺喀咙核昔阻断法可获得较好的细胞同步化效果。