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目的:对超声功率、辐照时间、微泡/细胞悬液体积比参数进行优化,确定超声联合微泡诱导人前列腺癌细胞PC-3的凋亡的最优参数组合并且探讨超声联合微泡对人雄激素非依赖型前列腺癌细胞PC-3凋亡及侵袭转移的影响、探讨其机制。 方法:(1)选定超声功率、辐照时间、微泡/细胞悬液体积比三因素,超声功率(实验中分组采用电功率15mW/cm2、20mW/cm2、25mW/cm2、30mW/cm2等分分组,论文中采用实测功率描述):46mW/cm2,78mW/cm2,138mW/cm2,199mW/cm2。辐照时间:30s,60s,90s,120s。微泡/细胞悬液体积比:10%,20%,30%,40%。每因素4个水平设定正交设计表,按正交设计表所列实验进行超声辐照,辐照后细胞继续培养24小时,用流式细胞仪进行细胞凋亡检测,确定最优参数。 (2)利用第一步优化的参数,以频率21kHz、声强为46mW/cm2超声,采用连续波,辐照人前列腺癌PC-3细胞悬液。实验分3组:对照组、单纯超声组和超声联合微泡组(加声诺维200μl)。辐照后,CCK-8、细胞集落实验检测对细胞增殖的影响;辐照后培养24h,透射电镜及TUNEL染色、流式细胞仪检测细胞凋亡,实时定量PCR及Western-blot检测对Bcl-2、Bax表达的影响。 (3)利用第一步优化的参数,以频率21kHz、声强为46mW/cm2超声,采用连续波,辐照人前列腺癌PC-3细胞悬液。实验分3组:对照组、单纯超声组和超声联合微泡组(加声诺维200μl)。辐照后,CCK-8绘制细胞生长曲线;辐照后培养12h,Transwell小室模型进行细胞体外侵袭及转移实验,实时定量PCR及Western-blot检测对MMP-2、MMP-9表达的影响。 结果:(1)对细胞凋亡的影响因素,超声功率>微泡/细胞悬液体积>辐照时间;各因素水平影响:超声功率:46mW/cm2>138mW/cm2>78mW/cm2>199mW/cm2;辐照时间:30s>60s>120s>90s;微泡/细胞悬液体积:20%>10%>30%>40%。 (2)超声联合微泡组细胞集落数量明显少于对照组,OD值明显减小(P<0.05),超声联合微泡能明显抑制人前列腺癌细胞的增殖;超声联合微泡组较对照组能明显诱导细胞凋亡(P<0.05);超声联合微泡能够下调Bcl-2的表达,上调Bax的表达(P<0.05)。 (3)辐照后各组细胞继续培养12h时各组细胞生长区别不明显(均P>0.05);辐照后12h,超声联合微泡组侵袭细胞数量明显少于对照组(P<0.05);超声联合微泡组转移细胞数量明显少于对照组(P<0.05);超声联合微泡能够下调MMP-2、MMP-9的表达(P<0.05)。 结论:(1)低频低功率超声联合微泡诱导人雄激素非依赖型前列腺癌细胞PC-3凋亡最佳组合为超声功率46mW/cm2,辐照时间30s,微泡/细胞悬液体积比20%。 (2)低频低能量超声联合微泡能够抑制人雄激素非依赖型前列腺癌细胞PC-3增殖,并诱导人雄激素非依赖型前列腺癌细胞凋亡,并且可能通过下调Bcl-2及上调Bax的表达来实现。 (3)超声联合微泡能够抑制人雄激素非依赖型前列腺癌细胞PC-3的侵袭转移,并且可能通过下调MMP-2、MMP-9的表达来实现。