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目的:本课题研究低频超声(Ultrasound, US)增强阿霉素(Adramycin,Adm)对人慢性粒细胞白血病急性红白血病变细胞耐药细胞株K562/Adm的杀伤作用,初步探讨低频超声逆转多药耐药的作用机理,为低频率超声促进化疗药物治疗恶性肿瘤以及在体外血液净化应用方面提供理论依据。方法:利用东南大学江苏铁医美达康医疗设备厂生产的NTY-300型多功能超声手术装置(以下简称NTY装置,20KHz,输出功率0～30.0W),进行离体实验。K562/Adm细胞株接受阿霉素、不同参数超声照射以及两者联合干预。采用台盼蓝染色法、MTT法检测选择出较佳的超声强度、声照时间、阿霉素药物的浓度等参量,确定能增强阿霉素对体外培养的K562/Adm的细胞毒作用及逆转药物的耐受性的干预参数。Adm组:仅给予阿霉素处理;US组:给予超声辐射;Adm+US组:给予阿霉素后予以超声辐射,另设空白对照组。瑞氏染色法和透射电镜观察超声单独或联合阿霉素作用细胞后的凋亡及细胞内部结构改变情况。流式细胞仪检测超声作用后细胞内阿霉素药物浓度含量。扫描电镜观察超声辐射细胞后细胞表面的改变。细胞免疫细胞化学(Immunocytochemistry,ICC)法检测超声单独作用于K562/Adm细胞后细胞耐药蛋白P-gp表达的变化。结果:1.低频低功率超声单独作用于K562/Adm细胞,①声强不大于0.17 W·cm-2时,超声辐射对细胞的杀伤效应不明显(P﹥0.05); 0.50W·cm-2声强的超声辐射,可造成细胞急性死亡;②相同功率的超声,随辐射时间延长,细胞抑制率无明显变化(P>0.05);③超声辐射的迟发效应与超声功率相关,功率大于0.1 W·cm-2时,迟发效应显著(P<0.05),但24小时后无差异性;低功率辐射时迟发效应无显著影响(P>0.05)。2.阿霉素单独作用细胞,细胞存活率随药物作用的浓度、孵育时间增加而下降,有显著统计学差异(P<0.01)。3.超声和阿霉素有协同作用,单用阿霉素22.30μg·ml-1,0.10W·cm-2超声功率+阿霉素浓度为20.03μg·ml-1,0.17 W·cm-2超声功率+阿霉素浓度12.46μg·ml-1,0.25 W·cm-2的超声功率+阿霉素浓度11.08μg·ml-1时肿瘤细胞均达到IC50值。对干预参数进行筛选,在超声声强0.17W·cm-2、辐射时间为30秒,联合阿霉素作用后孵育时间48小时条件下的实验结果为佳,采用该参数进行下列实验。4.透射电镜和瑞氏染色,单用超声干预组,与对照组相比较无明显差异性;单用阿霉素组可见少量凋亡细胞;超声联合阿霉素组可见大量细胞凋亡。5.流式细胞仪检测显示与对照组及单用阿霉素组相比,阿霉素加超声组细胞内药物浓度聚集量显著增加。6.扫描电镜发现单纯超声组细胞的细胞膜表面在超声辐射后出现形态学的变化:颗粒和放射冠减少,出现许多大小不一的小孔,大多直径在1～2μm,最大直径在7μm;7.免疫细胞化学显示与对照组相比,单纯超声组细胞P-gp蛋白含量没有显著变化。结论:(1)在20KHz频率下,较高声强超声辐射可直接杀伤肿瘤细胞,低强度超声能够促进阿霉素对K562/Adm细胞的杀伤作用,显著增强阿霉素对K562/Adm细胞的毒性,能够逆转肿瘤细胞的耐药性。(2)低频超声辐射主要通过超声空化、声孔效应增强了肿瘤细胞的通透性,具有促渗透作用;增加了细胞内药物浓度来促进化疗药物作用;(3)低频低功率超声辐射并没有影响耐药蛋白P-gp含量的变化。