肿瘤已经成为危害人类生命的一种常见疾病, 随着磁疗在临床应用的广泛开展,有关磁场对生物机体抗肿瘤细胞的研究也日益增多.但磁场对生物的影响比较复杂,在不同的磁场强度、温度、照射时间等条件下,生物效应会有所不同.通常较强的磁场会抑制生物的生长,而弱磁场对生物可能具有促进作用,不同种类生物其磁效应结果也会不同. 为进一步探索磁场的生物学效应,我们在 4T 恒定强静磁场作用 1、8h 和 24h 后,采用生物化学DTNB法测定白血病细胞 Jurkat 细胞内谷胱甘肽的含量变化,旨在探讨强静磁场对肿瘤细胞的生物效应,为磁疗在临床医学的应用提供一定实验依据.
1 材料与方法
1.1 材 料与仪器
1.1.1 材料 ①细 胞系 : 人急性淋巴细胞性白血病细胞株 Jurkat,购于中国科学院上海细胞库. ②试剂和药物:改良型 RPMI-1640培养基(美国 HyClone 公司);胎牛血清(美国 HyClone 公司;谷胱甘肽(GSH)测定试剂盒(南京建成生物工程研究所). ③主要仪器:UV-1800 紫外可见分光光度计(中国上海美谱达仪器有限公司 );MCO175CO2 培养箱(日本三洋电器).
1.1.2 强磁场设备 沈阳工业大学工程电磁场理论与新技术研究所自行开发,国家发明专利号 ZL200710011163,在工作空间中产生竖直方向的稳定超强磁场,磁场中心磁感应强度为 4T,强磁体的工作空间是一个竖立圆柱形通孔,内径 8 mm,长度 150 mm.在工作空间轴心方向上,磁场中心磁感应强度比较均匀. 工作空间的温度为(37±1)℃.
1.2 实 验方法
1.2.1 细胞培养 急性淋巴细胞性白血病细胞株 Jurkat,培 养于含10%胎牛血清的 RPMI1640 培养液中, 置于 37℃,5%CO2饱和湿度培养箱中培养,3~4 d 换液一次.
1.2.2 细 胞内 GSH 含 量测定 取对数生长期的白血病细胞株 Ju-rkat 细胞,调整细胞数为每毫升 1×106. 实验分组:实验组(磁场照射)、对照组(无磁场照射). 在 37℃条件下,将实验组细胞置于恒强磁场进行照射,对照组细胞不做磁场照射.磁场照射结束后,收集细胞,以 PBS 液洗涤 3 次,用 40Hz 超声波粉碎细胞,以 4000rpm/min,离心 10min 后留取上清,实验按试剂盒说明书操作,显色反应后测定吸光度,使用 UV-1800 紫外可见分光光度计,测定波长为420 nm,1 cm 光 镜 ,双蒸水调零 ,比色测定待测试样的光密度值(OD),并记录空白管、标准管 、实验组和对照组所对应的 OD 值 .实验重复 3 次. 按以下公式计算细胞内 GSH 含量:GSH 含量(gGSH/L)=×标准品浓度×GSH 分子量×样 品稀释倍数,其中标准管浓度(20umol/L).将测定的 OD 值按计算式转换为细胞内含量,单位为 mg/L.
1.3 统计学处理
统计学分析采用 SPSS 11.0 统计软件,结果以均数标准差(x±s)表示,两样本均数比较采用 t 检验,P<0.05 为差异有统计学意义.
2 结果
强静磁场连续照射 1、8h 和 24h 后, 各实验组细胞内谷胱甘肽的含量低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),如表 1 所示.不同照射时间组谷胱甘肽含量比较,随照射时间延长,谷胱甘肽含量逐渐降低,但差异无统计学意义.
3 讨论
谷胱甘肽(Glutataione)是一种由三个氨基酸组成的小分子肽,它作为体内重要的抗氧化剂和自由基清除剂,如与自由基、重金属等结合,从而把机体内有害的毒物转化为无害的物质,排泄出体外. 谷胱甘肽可促进细胞增殖,保护细胞免受氧应激损伤,显示其具有细胞保护、抗氧化和抗纤维化作用[1].谷胱甘肽含量与肿瘤细胞的增殖也有密切的关系,在白血病化疗过程中,谷胱甘肽 S转移酶的高表达的肿瘤细胞出现对化疗药耐药或者不敏感,降低谷胱甘肽的含量可以逆转耐药状态[2-3].静磁场是磁场方向及强度恒定不变的一类磁场强静磁场是强度高于 1 特斯拉的磁场.也有研究发现,0.2~0.4 T 中等强度静磁场对人 T 淋巴细胞白血病细胞曝磁 3 d 后,增殖能力均受到明显抑制[4-5],中强度静磁场也可以抑制肿瘤细胞的生长,诱导肿瘤细胞产生氧化应激,破坏细胞膜结构,促使肿瘤细胞凋亡[6].
我们的研究显示: 白血病细胞经过 4T 高强静磁场照射 1h、8、24 h,谷 胱甘肽的表达水平较对照组明显降低 ,这提示高强静磁场可以降低白血病细胞内谷胱甘肽水平,对细胞产生氧化损伤作用. 损伤的机制可能为: 自由基是生物体内独立存在的含有未配对电子的顺磁性物质,因此会受到磁场的吸引,导致自由基参与的生理及病理活动受到影响[7].研究发现 ,60mT 的 静磁场照射人外周血白细胞 45 min,可使细胞内活性氧自由基升高[8].也有研究发现 12T 超强静磁场每天照射小鼠 2 h,连续 7 d,可以显着增强小鼠肝脏和肾脏中过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活力. 作者认为由于体内超氧化物歧化酶,CAT 等抗氧化酶的活性中心都是一些磁性金属,它们具有顺磁性,在磁场中会受到磁力或磁力矩的作用,使得生物高分子的磁距取向发生改变,导致这些活性中心为磁性金属的酶的活性发生变化[9]. 本研究中实验组白血病细胞经过不同时间磁场照射,随时间延长,谷胱甘肽含量均数逐渐下降,但各组间无统计学差异,尚不能证明有量效关系,有待于增加实验样本数量进一步验证.
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