非致死剂量超声对卵巢癌细胞超微结构的影响
中国超声医学杂志 1999年第9期第15卷 基础研究
作者：于廷和 王国云 蔡汉钟 王智彪
单位：于廷和 王国云 250012 济南市山东医科大学附属医院蔡汉钟 王智彪 重庆市重庆医科大学医学超声工程研究所
关键词：卵巢癌；细胞；超声；空化
摘 要 目的：研究非致死剂量超声对体外培养的人卵巢癌细胞超微结构的影响。方法：卵巢癌细胞3AO受非致死剂量超声辐照后，观察其超微结构的变化。结果：大部分受辐照细胞形态学变化不明显。部分细胞线粒体肿胀、嵴断裂、甚至膜破裂，胞浆内出现空泡。结论：非致死剂量超声可能通过空化效应而致卵巢癌细胞线粒体损伤。
Effects of Ultrasound of Nonlethal Dosage on Ultrastructure
of Human Ovarian Carcinoma Cell Line 3AO in vitro
Yu Tinghe,Wang Guoyun,Cai Hanzhong,et al
Affiliated Hospital of Shandong Medical University Jinan 250012
ABSTRACT Objective:To determine the effects of nonlethal dosage ultrasound on ultrastructure of human ovarian carcinoma cell line 3AO in vitro.Methods：3AO cells were exposed to nonlethal ultrasound.Their ultrastructure alterations were inspected and compared with cells sham-irradiated.Results:No significant ultrastructure alterations in most cells were observed,although swollen mitochondria,fractured ridge,even ruptured membrane and cytoplasmic cavitations appeared in some irradiated cells.Conclusion:Nonlethal dosage ultrasound could lead mitochondria damage to ovarian carcinoma by cells cavitation.
KEY WORDS Ovarian carcinoma Cell line Ultrasound Cell cavitation.
超声在肿瘤治疗中的应用之一是采用亚致死量。非致死量超声增强其他治疗措施的效果〔1〕。为探讨非致死量超声与卵巢癌经典治疗方法联合应用的可能性，本文研究非致死剂量超声辐照对体外培养的人卵巢癌细胞超微结构的影响。
资料与方法
1.细胞 人卵巢上皮癌细胞3AO 以RPMI 1640(G1BCO)培养基培养，培养液含10%NCS(华西医科大学生产)、100u/ml青霉素、100μg/ml链霉素，培养条件为5%CO2、37℃。实验时以胰蛋白酶(Sigma)消化，制备单细胞悬液、并校正细胞浓度至5.0×106/ml。
2.超声辐照 超声波系统与以往报告中所采用相同〔2〕。盛细胞悬液1ml之聚乙烯试管置于探头焦域内，试管底部距探头50mm。采用5.12W/cm2×5s剂量辐照，因已经证实，该剂量不导致3AO细胞急性死亡〔3〕。并取细胞予以假照。
3.超微结构观察 经上述处理之细胞悬液，离心沉淀细胞，戊二醛、饿酸固定、脱水，环氧树脂包埋，超薄切片，铀/铅染色，透射电镜观察(H-600 HITACHI)受辐照细胞与经假照细胞超微结构差异。
结果
与经假照细胞相比，受辐照后大部分细胞形态学变化不明显，部分细胞线粒体肿胀、嵴断裂，甚至膜破裂，胞浆内可见空泡(图1～3)。
图1 超声辐照后形态学改变不明显×7000
图2 超声辐照后线粒体肿胀×12000
图3 超声辐照后线粒体损伤及胞浆内空泡×17000
讨论
本研究发现、非致死剂量超声可致部分卵巢癌细胞线粒体受损，线粒体损伤可能导致迟发性抑制。如肿瘤干细胞的增殖因此而受抑，则有利于肿瘤的治疗。此种效应是否存在，有待进一步阐明。
Cardinale报告诊断用超声致胚肝细胞超微结构变化不明显，但出现胞浆内空泡，他认为可能源于空化效应〔4〕。本研究在卵巢癌细胞中发现了相似的改变。由于本文所用超声频率远低于诊断用超声频率，更易于产生空化，故3AO细胞线粒体受损可能主要由于空化机制。已有研究表明超声增强细胞毒药物的细胞毒作用即通过空化，我们以前研究也表明未致细胞急性死亡剂量超声可提高细胞膜通透性〔2〕，故本文结果也提示非致死剂量超声可与抗癌药物联合应用于卵巢癌的治疗。
报告0.1W/cm2超声可促进Ehrlich腹水瘤细胞DNA生物合成，而0.5W/cm2和1W/cm2则抑制其合成〔5〕。DNA生物合成加速对肿瘤治疗而言是不利的〔6〕。由于本研究中超声声强为5.12W/cm2，故其可能不会促进3AO细胞DNA合成，但也提示非致死剂量超声与其他疗法联合应用以提高疗效时，仍需考虑超声的强度。对卵巢癌而言，由于其组织病理类型复杂，尤需引起重视。不同细胞类型卵巢癌细胞对非致死剂量超声的反应以及超声与其他方法联合应用的反应有待进一步研究。
本课题系“九五”国家重点攻关项目资助(96-905-02-01)
参考文献
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[4] Cardinale A,Lagalla R,Giambanco V,et al Bioeffects of ultrasound:An experimental study on human embryos.Ultrasonics,1991,29:261～263
[5] Fory tkova L,Hrazdira I,Mornstein V.Effects of ultrasound on DNA synthesis in tumor cells.Ultrasound Med Biol,1995,21:585～592
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(1999-03-15收稿)
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