CdTe量子點對Hep-2細胞和HeLa細胞增殖的影響

邱 紅 王 欣 盧日峰 葉 壯 孟春陽 郭 麗

(吉林大學公共衛生學院毒理學教研室，吉林 長春 130021)

CdTe量子點對Hep-2細胞和HeLa細胞增殖的影響

邱 紅1王 欣2盧日峰 葉 壯 孟春陽 郭 麗

(吉林大學公共衛生學院毒理學教研室，吉林 長春 130021)

目的 探討CdTe量子點對喉癌細胞株Hep-2、人宮頸癌HeLa細胞株的抑制作用。方法 1、2、4、8、16、32、64、128和256 nmol/L的CdTe量子點作用48 h后，用倒置顯微鏡觀察量子點作用后細胞形態變化，MTT法檢測不同濃度量子點對Hep-2細胞和Hela細胞增殖的影響。結果

倒置顯微鏡觀察，量子點作用48 h后，1、64、128、256 nmol/L Hep-2細胞數量沒變化，其余各組細胞數量增多。Hela細胞從64 nmol/L組開始隨量子點濃度的增加，貼壁細胞減少，懸浮細胞增多。MTT法結果表明2～32 nmol/L CdTe量子點顯著促進Hep-2細胞增殖，其余各組細胞增殖沒有顯著影響。但是從64 nmol/L組開始，與對照組相比，HeLa細胞的生長受到顯著的抑制(P＜0.05)，細胞抑制率隨著量子點濃度的增加而增加。結論在一定的劑量范圍內，CdTe量子點對HeLa細胞增殖具有一定的抑制作用，但對喉癌細胞Hep-2細胞的增殖幾乎沒有影響。

CdTe量子點;Hep-2細胞株;HeLa細胞株;增殖

與傳統有機染料相比，量子點(QDs)具有激發光譜寬、連續、發射光譜窄、對稱、發光效率高、光化學穩定性好、粒度不同發射光的顏色不同、生物親和性好等優點，在離體細胞標記、活體細胞成像、活體動物顯微成像等生物學上廣泛應用〔1，2〕。基于這些特點，用半導體QDs標記觀察活體腫瘤細胞在體內的遷移、浸潤、轉移的實時原位研究〔3〕，為腫瘤的研究提供了一個非常有用的研究方法。但是這些應用的前提是量子點對該細胞的毒性低。有研究表明QDs的修飾不同，對細胞毒性不同〔4〕。本實驗旨在研究碲化鎘(CdTe)QDs對兩種不同癌細胞株增殖的影響，探索CdTe QDs對不同癌細胞株的細胞毒性作用。

1 材料與方法

1.1 材料

DMEM培養基(低糖，Gibco公司);噻唑藍(MTT)和二甲基亞砜(Sigma公司);巰基丙酸修飾的CdTe QDs(吉林大學超分子結構與材料國家重點實驗室提供)，粒徑4.3 mm，發紅光。

1.2 方法

1.2.1 細胞株的復蘇、培養和傳代 Hep-2細胞和HeLa細胞經復蘇后，培養于含10%胎牛血清、100 U/L青霉素、100 U/L鏈霉素、pH7.2～7.4的低糖DMEM培養基中，置于5%CO2、37℃常規培養，1～2 d胰酶消化傳代。

1.2.2 MTT法檢測CdTe QDs對不同細胞增殖的影響 分別取對數生長期的Hep-2細胞和HeLa細胞，經胰蛋白酶溶液消化、計數，調細胞密度為5×104/ml，每孔200 μl接種于96孔培養板，于37℃，5%CO2條件下培養，24 h后換成含CdTe QDs的培養液，終濃度為 1、2、4、8、16、32、64、128、256 nmol/L，對照組不加CdTe QDs，每組6孔，37℃、5%CO2培養箱中培養48 h后，加入MTT 20 μl(5 g/L)，繼續培養4 h。吸出孔內培養液后，加入DMSO液(150 μl/孔)，將培養板置于微孔板振蕩器上振蕩10 min。酶標儀檢測各孔OD值(檢測波長570 nm)。按下式計算抑制率：抑制率(%)=(對照組OD值-實驗組OD值)/對照組OD值×100%。

1.2.3 CdTe QDs對不同細胞株影響的形態學觀察 方法同

1.2.2，在量子點作用48 h后，倒置顯微鏡下觀察兩種細胞株的形態學差異。

1.3 統計學分析

用SPSS13.0軟件行方差分析。

2 結果

2.1 CdTe QDs對Hep-2細胞和HeLa細胞形態的影響

2.1.1 CdTe QDs對Hep-2細胞形態的影響 倒置顯微鏡下，對照組Hep-2細胞生長形態良好，胞膜光滑，細胞生長融合成片。實驗組從2～32 nmol/L孵育48 h后，細胞增多，細胞狀態良好。1、64、128、256 nmol/L實驗組Hep-2細胞形態均未觀察到變化，細胞未見增多。

2.1.2 CdTe QDs對HeLa細胞形態的影響 對照組細胞培養48 h后，細胞融合，細胞質分布均勻。實驗組從1～32 nmol/L孵育48 h后，細胞密度和形態與對照組相似，未觀察到改變。從64～256 nmol/L組開始，細胞密度隨濃度的增加逐漸減少，貼壁細胞減少，懸浮細胞增多，細胞邊角減少，逐漸變為圓形，胞內顆粒增多。

2.2 CdTe QDs對Hep-2細胞和HeLa細胞增殖的影響

2.2.1 CdTe QDs對 Hep-2細胞增殖的影響 2、4、8、16、32 nmol/L CdTe QDs作用48 h后，對Hep-2細胞有明顯的促增殖作用，OD 值分別為 1.405±0.069、1.404±0.079、1.409±0.107、1.379±0.051、1.334±0.068，與對照組(1.233 ±0.034)相比，有顯著性差異(P ＜0.05)。1、64、128、256 nmol/L CdTe QDs作用48 h后，對Hep-2細胞的增殖沒有明顯影響，OD值分別為 1.301±0.095、1.285±0.031、1.237±0.082、1.228±0.042，與對照組相比無顯著性差異(P＞0.05)。

2.2.2 CdTe QDs對HeLa細胞增殖的影響 1～32 nmol/L CdTe QDs作用HeLa細胞48 h后，CdTe QDs對HeLa細胞的增殖沒有明顯影響，OD值分別為0.961±0.058、0.957±0.079、0.940±0.524、0.935 ±0.065、0.938 ±0.085、0.913 ±0.053，與對照組的OD值(0.939±0.055)無顯著性差異(P＞0.05)。但隨著CdTe QDs濃度的升高，64～256 nmol/L CdTe QDs作用HeLa細胞48 h后，細胞增殖受到抑制，呈劑量依賴性，濃度越大，抑制效果越明顯，抑制率越大。64、128和256 nmol/L濃度組(0.744±0.054、0.654±0.059、0.411±0.067)與對照組的OD值差異顯著(P＜0.05)，抑制率分別為20.8%、30.4%、56.2%。

3 討論

本研究結果表明細胞株不同，相同濃度的QDs毒性作用不同。腫瘤或癌癥作為目前人類難以攻克的難題之一，其機制尚不完全清楚，如能早期診斷，將為腫瘤病人爭取時間，挽救病人生命。QDs作為活體細胞標記，可以在活體內對腫瘤細胞長期動態觀察，為腫瘤發生機制的研究提供新的途徑。癌細胞可以通過內吞作用將QDs攝入體內〔5〕，但是探討適用于各種癌細胞的低毒QDs產品是進行活體細胞標記的基礎，本文的結果表明可以通過改進CdTe QDs的表面結構來篩選適于Hela細胞的QDs標記物。

QDs除具有納米粒子的普遍性質外，由于其合成材料和合成方法的多樣性，導致它們在尺寸和化學性質上有極大差異，引起細胞毒性的機制也多種多樣〔6〕。其物理化學性質，如QDs的大小、電荷和濃度不同，細胞毒性不同;環境因素，如表面修飾物的生物活性〔7〕，QDs的被氧化和被光解等也影響細胞毒性〔5〕。當QDs進入機體后，通過光解或生物降解釋放出內核的金屬離子，導致對機體細胞或組織的損傷〔6〕。CdTe QDs可以釋放產生重金屬離子鎘，鎘對腎臟和骨骼都有毒性，這可能是本實驗的細胞毒性作用機制之一。另外，QDs的細胞毒性可能與活性氧分子(ROS)的產生有關。細胞培養在CO2/O2環境中，由于QDs本身具有能量，能夠將能量轉移給培養液中的氧分子，誘導ROS的產生，導致細胞損傷和死亡〔8〕。本實驗結果提示細胞株不同可能對CdTe QDs耐受不同，毒性反應也不同。

綜上，在一定劑量范圍內，CdTe QDs對HeLa細胞的增長具有一定的抑制作用，對Hep-2細胞的增殖不產生影響。

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R73 〔

A

1005-9202(2012)23-5199-02;

10.3969/j.issn.1005-9202.2012.23.044

1 長春市南關區疾病預防控制中心

2 吉林大學第二醫院腫瘤生物治療中心

郭 麗(1973-)，女，副教授，博士，主要從事干細胞應用研究。

邱 紅(1962-)，女，主管護師，主要從事傳染病預防控制工作。

〔2012-03-08收稿 2012-07-30修回〕

(編輯 袁左鳴)