紫杉醇作用時間對MCF-7細胞抑制作用的電化學研究①

尹鐵臣，李錦蓮，武冬梅

(1.佳木斯市第二十中學，黑龍江 佳木斯 154002；2. 佳木斯大學藥學院，黑龍江 佳木斯 154007)

紫杉醇作用時間對MCF-7細胞抑制作用的電化學研究①

尹鐵臣1，李錦蓮2，武冬梅2

(1.佳木斯市第二十中學，黑龍江 佳木斯 154002；2. 佳木斯大學藥學院，黑龍江 佳木斯 154007)

目的：電化學法研究紫杉醇作用時間對MCF-7細胞抑制作用影響。方法：循環伏安法。結果：在12～30h范圍內，加藥組和對照組細胞峰電流Ip值出現明顯差異，紫杉醇顯示出明顯的對MCF-7細胞活性的抑制，在藥物作用30 h時，對照組與加藥組的Ip值差值達到最大。結論：電化學方法可以檢測到紫杉醇對MCF-7細胞的抑制作用具有時間依賴性，且可信而具有較高敏感性。

細胞電化學；循環伏安；MCF-7；紫杉醇

隨著工業化的發展，腫瘤已成為嚴重影響和威脅人類生存健康和生活質量的重大疾病[1～3]。建立簡單、快速、準確和價廉的抗癌藥物篩選方法，對抗癌藥物的發展具有重要意義。電化學因其簡單、快速、敏感在細胞分析領域受到廣泛關注[4，5]，本文以人乳腺腫瘤細胞(MCF-7)和紫杉醇為模型，采用電化學法研究了紫杉醇作用時間對MCF-7細胞的抑制作用，為抗癌藥物電化學篩選方法的建立奠定理論基礎。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

LK2005恒電位儀，天津市蘭力科化學電子高技術有限公司；HH.CP-T型二氧化碳培養箱，上海一恒科學儀器有限公司；人乳腺腫瘤細胞MCF-7，東北林業大學贈送；優級胎牛血清、DMEM培養基、雙抗(鏈霉素和青霉素)為Gibco公司；多壁碳納米管(MWNTS)，深圳納米港有限公司；離子液體(bmim-PF6)購于百靈威科技有限公司；其余試劑均為分析純。

1.2 修飾電極的制備

稱取酸化的多壁碳納米管(MWNTs)與離子液體(IL，[BMIM]PF6)80 mg：1.6 mL比例混合，玻碳工作電極(GCE)拋光后取適量黑色混合膠體通過刮涂法涂抹于GCE表面，即得多壁碳納米管和離子液體復合修飾玻碳工作電極(MWNTs-IL/GCE)。檢測前置于pH 7.4 PBS溶液中，在0.0～+1.0V范圍內循環伏安法掃描至背景穩定，室溫放置備用。

1.3 電化學測定系統

本實驗采用三電極體系作為電化學測試系統，其中多壁碳納米管和離子液體復合修飾玻碳電極為工作電極(MWNTs-IL/GCE)，Ag/AgCl絲為參比電極，Pt絲為輔助電極。

1.4 MCF-7細胞的培養和處理

MCF-7細胞加適量DMEM培養液，置37℃、5% CO2、100%飽和濕度的培養箱中培養。將生長狀態良好且長滿培養皿底的細胞用PBS清洗3次，加入適量的pH 7.4 PBS在水浴50℃作用30min后即可進行常規電化學測定。

將細胞分為加藥組和對照組兩組。每個組均各設6個作用時間，每個作用時間設3個平行樣品。加藥組細胞分別加相應的藥物儲備液60μL，使藥物的終濃度均為100nmol。對照組細胞每皿加無水乙醇60μL。細胞再放回培養箱繼續培養，于第0，6，12，18，24，30，36h，分別取出加藥組和對照組細胞各3皿，分別按上述方法處理細胞，進行電化學測定。

2 結果與討論

2.1 MCF-7細胞被紫杉醇抑制前后電化學行為

圖1是紫杉醇加藥組和無水乙醇對照組細胞在培養箱中經培養24h后，采用電化學檢測的循環伏安圖。與空白對照組(圖1-c)相比，加藥組(圖1-b)PeakⅠ和PeakⅡ的Ip值均明顯小于相應對照組的Ip值。原因是加藥組的MCF-7細胞受紫杉醇抑制作用，細胞活性相對較低，細胞增殖速度相對

圖1 紫杉醇加藥組與對照組的循環伏安圖

(a)pH 7.4 PBS，(b)加藥組，(c)空白對照組細胞接種濃度：1.2×106cells·mL-1，藥物濃度: 100 nmol藥物作用時間：24h較慢，核苷酸代謝相對較低，產生的內源性電活性物質濃度也隨之下降，故而紫杉醇加藥組的MCF-7細胞Ip值低于對照組細胞的Ip值。

2.2 紫杉醇作用時間與峰電流的關系

圖2 藥物作用時間與MCF-7細胞質的峰電流關系圖

(a，b)乙醇對照組，(c，d)紫杉醇作用組，(a，c)峰Ⅱ，(b，d)峰Ⅰ細胞接種濃度1.2×106cells·mL-1，藥物作用濃度100nmol

圖2為MCF-7細胞Ip值隨著紫杉醇作用時間的增加而變化的曲線。在0～30h范圍內，對照組(圖2-a，b)隨著MCF-7細胞的增殖，細胞的數量增多，細胞質中的電活性物質增多，Ip值也隨之增高；在30～36h范圍內，無水乙醇對照組MCF-7細胞的生長空間和養分都相對缺乏，細胞增值率下降，細胞活性降低，核苷酸代謝降低，Ip也隨之下降。在0～12h范圍內，給藥組(圖2-c，d)MCF-7細胞的Ip值隨著時間增長而增高，是因為細胞的增殖作用大于藥物對細胞的抑制作用，紫杉醇的抑制作用沒有呈現出來。 在12～30h范圍內， 紫杉醇抑制給藥組MCF-7細胞活性逐漸達到平衡，電化學檢測的Ip值也隨之趨于恒定。對于peakⅠ和peakⅡ來說，在藥物作用30h時，對照組與加藥組的Ip值差值達到最大。以上結果顯示，電化學方法可以檢測到紫杉醇對MCF-7細胞的抑制作用具有時間依賴性。

3 結論

紫杉醇抑制MCF-7細胞活性使其增殖緩慢，在紫杉醇作用MCF-7細胞30 h時，與對照組相比其細胞抑制率達最大。從加藥組電流曲線變化趨勢可看出，紫杉醇有很強的抑制腫瘤細胞生長的作用，電化學法對紫杉醇的細胞抑制作用的檢測是可信而具有較高敏感性的。

[1]徐翠林, 蔣寧衛, 包磊.雨花臺區2007年居民惡性腫瘤死因及疾病負擔及回顧性調查[J]. 現代預防醫學, 2011, 38(18): 3761-3763

[2]宋衛亞, 牟偉益, 李涵, 等. 青島市2010年惡性腫瘤住院情況及年齡分布的調查[J]. 中國醫院統計, 2011, 2: 189-191

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[4]鞠火晃先. 電分析化學與生物傳感器[M].北京: 科學出版社, 2006, 100-120

[5]Wu dongmei, Fu guanglei, Hu L, et al. Studies on the origin of the voltammetric response of the PC-3 cell suspension [J]. Talanta. 2009, 78(2): 602-607

Electrochemistry study of the inhibition of paclitaxel on MCF-7 cell

YINTie-chen1,LIJin-lian2,WUDong-mei2

(1.Jiamusi Twentieth Middle School, Jiamusi 154002, China；2. College of Pharmacy of Jiamusi University，Jiamusi 154007, China)

Objective: To study the inhibition of paclitaxel on MCF-7 cell by electrochemical method. Methods: Cyclic voltammetry was employed. Results: Within the range of 12～30h, there were distinctive differences of peak currents between paclitaxel group and control group, and the activity of MCF-7 cell was distinctively inhibited by paclitaxel. At 30 h, the difference of peak currents between paclitaxel group and control group reached maximal value. Conclusion: The time dependence of the inhibition of paclitaxel on MCF-7 cell could be detected by electrochemical method.

electrochemical method; cyclic voltammetry; MCF-7；paclitaxel

黑龍江省教育廳科學研究項目，編號：12511542。

尹鐵臣(1963～)男，黑龍江佳木斯人，大專，高級教師。

武冬梅(1967～)女，黑龍江佳木斯人，博士，教授，博士研究生導師。E-mail:dmwu@jmsu.edu.cn。

R965.2

A

1008-0104(2015)01-0017-02

2014-10-14)