
四川大学学报(自然科学版)使用微量量热法研究药物对细胞的抑制与保护作用相艳1 南照东曾宪诚1u,张洪林2(1.四川大学化学学院,成都610064;2.曲阜师范大学化学系,曲阜273165)目前癌症已成为人类三大死亡原因之一,给人类生命带来极大的威胁。攻克癌症是医学界、生物学界共同致力的目标,弄清癌细胞的生长代谢规律是一切抗癌研究工作的出发点。由于体外培养细胞对生长环境非常敏感生长环境的细微变化就会引起细胞生长状态的显著变化f 1,所以体外培养细胞所需的生长条件非常严格。现时国内在细胞生长过程中的热谱图测量方面的研究工作还很少。我们在研究细胞培养的基础上,对细胞的生长热谱曲线进行了测量,从热化学角度研究了银杏黄酮的抗氧化作用和化疗药物卡铂的抑癌作用。
由于细胞的生长在指数生长期符合以下关系式12数。根据生长热谱曲线,取细胞指数生长期热功率的自然对数nPt对时间t线性拟合,可得到生长速率常数k;由公式一ln2一k计算出细胞的传代时间G结果如表1.表1不同条件下NMK细胞的生长速率常数及传代时间曲线从和表1可以看出,常态细胞不断生长,新陈代谢的热效应也逐渐增大;而受紫外线照射后的细胞热效应逐渐下降,表现为氧化损伤,其新陈代谢几乎停止;在银杏黄酮保护下但经紫外线照射的细胞热效应,先是具有逐渐增大的趋势,一定时间后热效应降低;而且,即使是在细胞生长热效应不断增大的阶段,其热效应与传代时间也是远远低于正常组的。这表明银杏黄酮对受紫外线照射的细胞作用是两方面的,一是明显的保护作用,降低细胞受损程度,保护细胞的新陈代谢活动。二是具有一定的毒性。起始一段时间主要表现为抗氧化损伤的作用,一段时间之后,对细胞的毒性便体现出赢这可能是由于作用剂量太大所致选择合适的的银杏黄酮噙以到明显的抗氧化效果,把毒性降到低。
2.2卡铂的抑癌作用2.2.1卡铂对NMK细胞的抑制作用常态细胞的生长热谱曲线、加入卡铂后的细胞生长热谱曲线如中曲线1,2所示。我们定义:生长抑制率I为药物对癌细胞生长的抑制率。
其中ki是常态细胞生长速率常数;k2是受到抑制的细胞生长速率常数。由NMK细胞生长的热谱曲线可得不同条件下的生长速率常数,见表2.表2受到卡铂抑制的NMK细胞的生长速率常数及相关系数曲线x由以上数据可看出,加入卡铂后癌细胞生长速率常数锐减,新陈代谢热效应明显降低。经计算/=102.5,说明癌细胞生长完全受到抑制。
如别中的曲线14所示。
2.2.2卡铂对SMMC细胞的抑制作用常态细胞热谱和不同浓度卡铂处理的细胞生长热谱分卡铂对NMK细胞的抑制作用不同浓度的卡铂对SMMC细胞生长的抑制作用由热谱曲线得到不同条件下的SMMC细胞生长速率常数、传代时间与生长抑制率,如表3.表3SMMC细胞生长速率常数、传代时间及生长抑制率曲线x由此可见,随着卡铂浓度的增加,SMMC细胞的生长速率常数逐渐减小,生长抑制率逐渐增大,传代时间延长,新陈代谢作用减慢,癌细胞已基本被控制。所以,在临床应用中选择合适的药物剂量,既能抑制癌细胞的生长又不杀伤正常细胞是非常关键的。因此,通过微量量热法进行生物热化学研究是很有前途的研究手段,它能利用量热计测量微生物与细胞在任意生长时刻所产生的热效应,方法简单可靠,由于它不仅具有自动记录自动监测的功能,而且所需样品量极少,可大大节省人力、物力。该方法能为药物的筛选及剂量的确定提供可靠的理论依据,其应用前景广阔,亦可对药物和保健品的研制和开发提供简便、的研究方法。