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肿瘤尤其是恶性肿瘤是威胁人类生命安全的疾病之一,对肿瘤的诊治一直是国内外研究的重点。在众多诊治肿瘤的方法中,利用超声特别是聚焦超声而发展起来的超声抗肿瘤方法日益受到关注。 超声是物质介质中的一种弹性机械波。作为一种物理能量形式,超声在物质介质中的作用机制可以分为热效应,空化作用和机械传质作用,其作用的强弱与超声频率和强度有关。血卟啉及其衍生物是一类毒副作用低并具有强光敏性的物质,在正常机体中内源性卟啉物质为血红素合成的中间产物,是以乙酸和甘氨酸为底物,在线粒体酶系的催化下合成的。血卟啉及其衍生物具有在肿瘤组织中特异性聚积并滞留的特性。 日本学者梅村晋一郎等提出的利用超声激活血卟啉(Hematoporphyrin)及其衍生物(HpD.Hematoporphyrin derivatives)来产生抗肿瘤效应的声动力学疗法(Sonodynamic Therapy,SDT),是利用了光敏物质血卟啉可选择性滞留于肿瘤组织并受激活后抗肿瘤的特征,以及超声特别是聚焦超声在生物组织有较强的穿透能力,可以无创伤的聚焦于组织深部的特性。该方法与目前国内外另外两种有应用前景的超声疗法:高强度聚焦超声(HIFU)外科和超声热疗法相比,克服了它们应用于临床的缺陷,因而在抗肿瘤方面倍受人们的关注,成为极具应用前景的抗肿瘤方法,并在近年来得到了迅速发展。 众多学者对此方法已进行了一定的研究,在离体肿瘤细胞和小型动物活体移植肿瘤方面积累了一些资料,但是所获得的资料仍感不足,所采用的方法有一定的局限性,离达到临床应用还有很大距离。为了使声动力学疗法早日应用于临床,在国内外研究的基础上,结合国家自然科学基金项目《超声激活血卟啉抗肿瘤的细胞分子生物机制》,本文在一定频率聚焦超声探头,结合一定量的血卟啉,利用SDT法对两种离体人肿瘤细胞(黑色素瘤 LiBr,胃癌细胞 7901)进行了杀伤效应的研究,以MTT法筛选出最佳超声处理强度、最佳处理时间;并利用SDT法,在一定频率聚焦超声探头下,结合一定量的血卟啉,对超声激活血卟啉促使肿瘤细胞凋亡现象做了初步的研究。并得到主要结论如下: 1.利用 MTT法对固定频率聚焦超声 ( 00KHz)激活血叶琳杀伤两种离体人肿瘤细胞(LIBf3 7901)的最佳超声强度、作用时间参数的筛选,进一步证实了MTT方法对声动力学疗法参数的筛选是较好的方法,并再一次肯定了不同种类的肿瘤细胞对不同频率超声、不同超声强度以及不同处理时间的反应不同。 2.利用该方法就现有的超声装置获得了 LIBr, 7901肿瘤细胞最佳超声强度、作用时间的参数,为声动力学疗法的研究积累了一定的资料。*)在频率为1.IMHz聚焦超声下,7901细胞系在超声能量输出为 0.06。/cm’。细胞存活率与处理时间呈负相关,在180秒处理时间下,4小时后即可达到S7%的死亡率。②在频率为1.IMHz聚焦超声下,Lisr细胞在输出能量为0.06。八旷,处理时间180秒下,4’J\时后可达到71%的死亡率。m在频率为1.IMHZ聚焦超声,强度为0.06。/cm’下,处理时间60秒和90秒后,经8 ,J’时,首次对LIBr细胞系验测到明显的细胞凋亡现象. 3.在上述研究中发现低强度超声对离体人肿瘤细胞有一定的促进生长的作用,这一点与文献报道一定强度超声可促使荷瘤鼠肿瘤的生长相似,但其具体机理有待于进一步研究。 4.基于生物自由基理论、细胞凋亡和声动力学机理,在前人研究的基础上,结合普通光学显微镜、荧光显微镜、透射电镜技术观察超声处理后细胞结构的变化,以及利用DNA片段琼脂糖凝胶电泳法来检测超声激活血叶晰促使肿瘤细胞凋亡的现象。提出声动力学疗法杀伤肿瘤细胞存在促细胞死亡和促细胞凋亡两种模式,在一定条件下,其中一种模式占主导,但并不排除另一种模式的作用。由于超声生物学效应的复杂性以及声动力学疗法的单线态氧与自由基理论仍未完全阐明,对这两种模式还没得出定量的区分指标。 以上研究获得的资料为今后的离体、在体实验提供了重要的参数和依据,对进一步推动声动力学疗法早日应用于临床有一定的意义。