能量可控陡脉冲对肿瘤细胞内钙离子浓度及膜电位的影响

作者：董晓静; 胡丽娜; 朱赟珊; 洪川; 李聪; 罗小东

来源：癌症, 2009, (09): 961-966.

• 陡脉冲
• Ca2+浓度
• 膜电位
• 激光共聚焦显微镜
• MDA-MB-231细胞

背景与目的:前期研究表明,陡脉冲电场对肿瘤细胞具有明显的杀伤作用,但其确切机制尚不清楚。本文拟探讨不同剂量陡脉冲对细胞内游离Ca2+浓度([Ca2+]i)和细胞膜电位的影响。方法:将乳腺癌细胞MDA-MB-231分为对照组和5个不同剂量能量可控陡脉冲(energy controllable steep pulses,ECSP)处理组,分别用荧光探针Fluo-3/AM标记Ca2+、DiBAC4(3)标记细胞膜电位,应用激光共聚焦显微镜静态观察不同剂量ECSP处理后乳腺癌细胞内荧光探针的平均荧光强度,分析细胞内Ca2+浓度的变化以及细胞膜电位的改变。同时观察细胞胞外有或无钙离子时,ECSP对细胞内游离Ca2+浓度的影响。结果:静态观察发现在细胞受到能量较低电场刺激后,细胞外钙内流;当能量增大后,细胞内钙大量外流。实时动态观察发现在低能量的脉冲处理时,细胞内Ca2+的荧光强度和上升速率随脉冲电场强度的增加而增加;但当能量达到电压285V、频率100Hz时,荧光强度反而呈现明显的下降。在没有外Ca2+的情况下,细胞内Ca2+浓度的增加虽然与有外钙时相比显著下降,但在脉冲电场作用下在脉冲电场作用下仍缓慢上升。低剂量的ECSP可诱导细胞DiBAC4(3)的荧光强度增强,表明细胞发生去极化;但当剂量继续增加时,细胞DiBAC4(3)的荧光强度反而减弱,表明细胞发生超极化。结论:低能量陡脉冲可使细胞膜发生去极化,诱导细胞外钙离子内流;高能量陡脉冲可直接破坏细胞膜,使细胞膜发生超极化,诱导细胞内钙离子外流,导致肿瘤细胞发生坏死。

• 单位
  重庆大学; 重庆医科大学附属第二医院; 四川大学华西第二医院