一、研究拟解决问题
本课题拟探究纳米银颗粒对两种肿瘤细胞:胶质瘤U87细胞和人胃癌MGC803细胞的增殖抑制作用并寻找可能解释两种肿瘤细胞对纳米银敏感程度不同的机制。
二、采用的实验方法
本课题采用MTT法对给纳米银后的细胞进行活力检测;Reactive Oxygen Species Assay Kit试剂盒进行细胞产生活性氧检测,流式细胞仪对产生的荧光进行定量分析。MTT比色法,是一种检测细胞存活和生长的方法。其检测原理为活细胞线粒体中的琥珀酸脱氢酶能使外源性MTT还原为水不溶性的蓝紫色结晶甲瓒并沉积在细胞中,而死细胞无此功能。二甲基亚砜(DMSO)能溶解细胞中的甲瓒,用酶联免疫检测仪在490nm波长处测定其光吸收值,可间接反映活细胞数量。在一定细胞数范围内,MTT结晶形成的量与细胞数成正比。该方法已广泛用于一些生物活性因子的活性检测、大规模的抗肿瘤药物筛选、细胞毒性试验以及肿瘤放射敏感性测定等。它的特点是灵敏度高、经济。在进行实验前, 对每一种细胞其贴壁率、倍增时间以及不同接种细胞数条件下的生长曲线, 确定实验中每孔的接种细胞数和培养时间, 以保证培养终止致细胞过满, 但也要注意每孔内各区的细胞生长不均匀可直接影响结果, 当加药液或换营养液时, 药液或营养液沿孔边缓慢加入, 但不能加在细胞上, 细胞培养的每一步操作时尽量避免产生细胞生长不均匀的各种因素, 这样, 才能保证MTT 结晶形成的量与细胞数呈线性关系。MTT 实验最后OD 值要控制在0 .75 -1 .25 , 这样才能保证数据有线性关系, 以减少实验误差, 确保实验的准确性。
活性氧检测试剂盒是一种基于荧光染料DCFH-DA(2,7-Dichlorodi -hydrofluorescein diacetate)的荧光强度变化,定量检测细胞内活性氧水平的最常用方法。DCFH-DA本身没有荧光,可以自由穿过细胞膜。进入细胞内后,可以被细胞内的酯酶水解生成DCFH。而DCFH不会通透细胞膜,因此探针很容易被积聚在细胞内。细胞内的活性氧能够氧化无荧光的DCFH生成有荧光的DCF。绿色荧光强度与活性氧的水平成正比。在最大激发波长480nm,最大发射波长525nm处,使用荧光显微镜,流式细胞仪或激光共聚焦显微镜等检测荧光信号。Rosup为活性氧阳性诱导药物,根据其荧光信号强度,可分析活性氧的真正水平。
三、文献综述
纳米银是银纳米颗粒的俗称。指由银原子组成的单质银颗粒, 其粒径通常在1-100nm范围。纳米银直径极微小,有独特的量子效应、小尺寸效应和极大的比表面积,很容易进入病原体内,与菌体中酶蛋白的巯基迅速结合,使一些重要的基团或酶失去活性,从而达到杀灭细菌、修复组织、促进伤口愈合的作用。目前,纳米银已被广泛应用于医疗保健、食品、化妆品、纺织品等生活领域【1-2】。然而纳米银产品的生物安全性如何尚无定论,有关文献报道也不一致。近年来,关于纳米银对有机体、环境及人类健康的潜在影响成为各国政府及科学界最关心的热点问题之一。大量的体外实验研究提示一定剂量的纳米银对多种哺乳动物多种脏器来源的细胞均有潜在毒性,发现了纳米银的许多相同的以及不同的毒性特征和分子机制。
纳米银的细胞毒性主要表现为抑制细胞增殖:其作用机制包括:(1)无论是纳米银本身还是其表面的银离子均可作用于细胞膜的膜蛋白,激活信号转导通路,抑制细胞增殖【3-5】;(2)通过颗粒表面的高浓度银离子对细胞膜的氧化作用而引起细胞膜通透性改变,导致钙离子内流和过载,引起氧化应激和线粒体膜改变【6】;粒径和浓度不同的纳米银粒子会对生物细胞造成不同程度的影响。由于纳米银具有高催化活性和较大的比表面积, 可作为产生自由基和活性氧(ROS)的促进剂, 以此引发生物细胞产生大量的活性氧。体外研究显示纳米银可以诱导多种细胞内活性氧(ROS)增加【7-9】。当细胞内自由基生成远远大于自身清除能力时,就会诱导细胞氧化应激。在细胞水平,氧化应激可以诱导细胞从增殖到生长抑制、衰老甚至死亡【10】(3)进入细胞内的纳米银释放银离子,作用于线粒体使呼吸链受损,导致ROS产生,引起氧化应激和ATP合成障碍导致DNA损伤【11】;(4)胞浆内的纳米银引起细胞周期阻滞,引起细胞凋亡【12】(5)纳米银通过吸附蛋白分子而引起多种蛋白的结构改变,如抑制脑和肌肉细胞内肌酸激酶活性(6)由于胞浆内的纳米银持续释放银离子,导致其所引起的DNA损伤不能被完全修复【13】。
脑胶质瘤是中枢神经系统最常见的肿瘤,起源于神经上皮细胞,占颅内原发肿瘤的70 %【14】,
尽管传统的治疗方法如手术切除,放疗和化疗等取得一定进展,但脑胶质瘤的发病率以及致死率并未见显著变化【15】。胃癌是严重威胁人类健康的恶性肿瘤之一, 居癌症死亡率前五位。细胞形态与其功能关系密切,活跃的细胞增殖能力是胶质瘤重要的恶性特征,抑制胶质瘤细胞增殖对于改善其恶性表型有着重要的意义。
