缺氧時間對肝癌細(xì)胞及正常肝細(xì)胞耐受缺氧能力的影響.pdf

1、一、研究背景及目的： 肝細(xì)胞癌(HCC)是世界上最常見的惡性腫瘤之一。隨著臨床研究的不斷深入,HCC的外科及內(nèi)科治療手段也不斷增多。通過介入或手術(shù)等方法阻斷肝癌動脈血液供應(yīng)是臨床治療肝癌的重要方法,如TAE(transcatheter arterial embolization)或HAL(hepatic artery ligation)等。臨床發(fā)現(xiàn),動脈血流阻斷后,肝癌細(xì)胞因缺氧,短時間內(nèi)生長會受到抑制,甚至肝癌細(xì)胞壞死,但這種

2、治療效果難以持久,肝癌很快就又重新迅速生長,遠(yuǎn)期的療效并不理想。究其原因主要有兩點(diǎn)：1.動脈血流阻斷后,肝癌通過肝臟周圍動脈側(cè)支循環(huán)及新生血管形成重新獲得較高氧分壓的動脈血氧供應(yīng)[1];2.肝癌細(xì)胞本身有較強(qiáng)的耐受缺氧能力。低氧環(huán)境下,肝癌細(xì)胞通過HIF-1轉(zhuǎn)錄激活含有一個低氧反應(yīng)元件(HRE)的靶基因(在人類腫瘤細(xì)胞中,這些基因產(chǎn)物大大增加)引起一系列腫瘤細(xì)胞對缺氧的反應(yīng)[2-3]。HIF-1還通過增強(qiáng)糖酵解能力使腫瘤能較快適應(yīng)缺氧環(huán)

3、境[4],腫瘤細(xì)胞在缺氧環(huán)境下,較正常組織細(xì)胞有更強(qiáng)的生存能力,腫瘤耐受缺氧能力強(qiáng)的生物學(xué)特征被認(rèn)為是腫瘤發(fā)展、侵襲、轉(zhuǎn)移的重要因素。 腫瘤細(xì)胞較正常組織細(xì)胞有更強(qiáng)的耐缺氧能力,這一理論已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可。但我們在進(jìn)行肝癌的低氧研究時卻發(fā)現(xiàn)體外培養(yǎng)的肝癌細(xì)胞具有不同于這一理論的生物學(xué)特征。研究發(fā)現(xiàn),肝癌細(xì)胞耐缺氧的能力是隨缺氧時間的變化而變化的,延長缺氧時間,肝癌細(xì)胞耐受缺氧的能力將顯著下降,并逐漸低于正常肝細(xì)胞。本研究通過延長肝

4、癌細(xì)胞體外缺氧培養(yǎng)時間,觀察肝癌細(xì)胞及正常肝細(xì)胞耐受缺氧能力與缺氧時間的關(guān)系。體外培養(yǎng)由于排除側(cè)支循環(huán)及新生血管形成等因素影響,從而得以正確肝癌細(xì)胞耐受缺氧能力的客觀情況。 二、方法： 活體內(nèi)實(shí)體肝癌動脈血流阻斷后仍有門靜脈供氧,為了與門靜脈氧濃度相對應(yīng)(肝動脈(93.13±6.77)mmHg,門靜脈(40.13±5.06)mmHg,見附錄),我們低氧實(shí)驗(yàn)選擇稍高的氧濃度,分別為10％O2+5％CO2+85％N2和12％

5、 O2+5％CO2+83％N2兩種混合氣體作為實(shí)驗(yàn)組。將Hep3B人肝癌細(xì)胞系和Chang正常人肝細(xì)胞作正常氧(room air+5％CO2)及不同濃度缺氧處理,分別處理24h、48h、72h,然后采用MTT法檢測各孔細(xì)胞存活情況。抑制率通過以下公式計算：抑制率％=(1-ODt/ODs)×100％。統(tǒng)計分析：所有數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差形式表示,繪制折線圖,并用SAS軟件9.1.3版進(jìn)行統(tǒng)計分析,采用重復(fù)測量資料的方差分析,比較缺氧環(huán)境下,各

6、組組內(nèi)及對照組和試驗(yàn)組組間差異。P<0.05被認(rèn)為具有統(tǒng)計學(xué)意義。 三、結(jié)果： 1.在常氧環(huán)境下,Hep3B和Chang細(xì)胞生長穩(wěn)定,Hep3B較Chang細(xì)胞有更強(qiáng)的增殖能力。 2.低氧環(huán)境下,Hep3B和Chang細(xì)胞生長均受到抑制,兩種細(xì)胞抑制率均隨缺氧時間延長而穩(wěn)定升高(P<0.05)。10％O2低氧環(huán)境下,缺氧早期(24h),Hep3B抑制率低于Chang細(xì)胞(P<0.05),但隨著缺氧時間的延長(72

7、h),Hep3B抑制率高于Chang細(xì)胞(P<0.05)。在12％O2低氧環(huán)境下,缺氧時間的延長(48h及72h),Hep3B抑制率也均高于Chang細(xì)胞(P<0.05)。 四、結(jié)論： 1.肝癌耐受缺氧的能力是隨缺氧時間而變化的。在缺氧早期,肝癌細(xì)胞耐受缺氧的能力較強(qiáng),但隨著缺氧時間的延長,肝癌耐受缺氧的能力顯著下降,并逐漸低于正常肝細(xì)胞。 2.活體肝癌動脈血流阻斷一段時間后,側(cè)支循環(huán)及新生血管能提供高氧。體外低