莊寶祥

(濰坊醫(yī)學院形態(tài)學實驗室，山東濰坊261053)

白血病是一類多病因誘發(fā)的造血干細胞克隆性惡性疾?。?］，目前我國發(fā)病率約為2.76/10萬，在兒童及35歲以下成人中病死率居第一位［2］。2011年10～12月，我們觀察了鈣離子載體A23187對人紅白血病細胞株K562細胞超微結(jié)構(gòu)的影響?，F(xiàn)報告如下。

1 材料與方法

1.1 材料 人紅白血病K562細胞株(由本校免疫學教研室提供);主要試劑及儀器:鈣離子載體A23187，H-7500型透射電鏡，低速離心機。

1.2 K562細胞培養(yǎng)及分組 將新復(fù)蘇的K562細胞常規(guī)培養(yǎng)在含10%胎牛血清和100μg/mL青霉素、100 μg/mL鏈霉素的RPMI1640培養(yǎng)基中，在37℃、含5%CO2飽和濕度的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)傳代，每2天更換一次培養(yǎng)液，傳代時間≤3個月。細胞密度增至(1～2)×105/L時，隨機分為觀察組和對照組(容積均為5 mL)進行下列實驗。

1.3 A23187干預(yù)及K562細胞超微結(jié)構(gòu)觀察 觀察組取2 mmol/L細胞溶液加入A23187溶液7.5μL，至濃度為3μmol/L;對照組加入等體積生理鹽水。細胞培養(yǎng)到第10、20和30 min時，依次取兩組細胞溶液置于低速離心機離心15 min，1 500 r/min，收集細胞、常規(guī)制備超薄切片，H-7500型透射電鏡下觀察其超微結(jié)構(gòu)。

2 結(jié)果

對照組三個時間點K562細胞超微結(jié)構(gòu)均無明顯改變，細胞有大小不等的突起，胞質(zhì)內(nèi)有散在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體，線粒體較小;細胞核形狀不規(guī)則，核膜清晰，染色質(zhì)均勻，核仁明顯。觀察組三個時間點均見少數(shù)細胞結(jié)構(gòu)正常，大多數(shù)細胞線粒體出現(xiàn)空泡樣改變和基質(zhì)深染。

3 討論

線粒體是物質(zhì)氧化與能量轉(zhuǎn)換的場所。線粒體基質(zhì)的三羧酸循環(huán)酶系通過底物脫氫氧化生成還原型煙酰胺二核苷酸(NADH)，NADH通過線粒體內(nèi)膜呼吸鏈氧化;與此同時，導(dǎo)致跨膜質(zhì)子移位形成跨膜質(zhì)子梯度和(或)跨膜電位。線粒體內(nèi)膜上的ATP合成酶利用跨膜質(zhì)子梯度能量合成ATP，后者通過線粒體內(nèi)膜ADP/ATP蛋白載體與細胞質(zhì)中ADP交換進入細胞質(zhì)，參與細胞的各種需能過程［3］。線粒體不僅在能量轉(zhuǎn)換中扮演重要角色，亦介導(dǎo)細胞凋亡和腫瘤發(fā)生等過程［4］。線粒體功能異常對所有器官均產(chǎn)生有害作用，尤其對于代謝旺盛、特別依賴能量產(chǎn)生的器官，比如心肌、骨骼肌、神經(jīng)系統(tǒng)、胰腺、肝臟、骨髓等［5］。細胞內(nèi)、外環(huán)境因素的改變，均可引起線粒體結(jié)構(gòu)和功能異常。因此，往往把線粒體作為診斷疾病和測定環(huán)境因素的指標。同時，線粒體異常也是整個細胞病變的一部分，線粒體的變化可致其他細胞器和整個細胞發(fā)生變化［6］。線粒體在細胞能量代謝、氧自由基生成和細胞凋亡等過程中的作用都與腫瘤細胞的發(fā)生密切相關(guān)［7］。線粒體基因組在腫瘤細胞內(nèi)是不穩(wěn)定的，而此不穩(wěn)定性可能與腫瘤的病程發(fā)展有關(guān)。刺激和誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡已經(jīng)成為治療腫瘤的一種新的可能性［8］。He等［9］測定了24例白血病患者 mtDNA 突變率和mtDNA序列，結(jié)果發(fā)現(xiàn)9例存在體細胞mtDNA突變;通過限制性長度多態(tài)性和實時定量PCR對其中1例淋巴細胞白血病患者mtDNA突變進行的詳細分析顯示，mtDNA特異性突變與白血病發(fā)病有關(guān)。白血病治療的主要方法之一是促進白血病細胞的凋亡，細胞凋亡“線粒體通路”的認識開辟了以線粒體為靶點治療白血病的新領(lǐng)域。研究表明，眾多的細胞因子和藥物均具有誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡的能力［10，11］?！癆23187”載體是一種移動性離子載體，其功能是運輸Ca2+、Mg2+等二價陽離子。把A23187加入到細胞培養(yǎng)液中，其攜帶的Ca2+可不經(jīng)鈣泵直接進入到細胞質(zhì)內(nèi)，使細胞內(nèi)Ca2+濃度升高，細胞內(nèi)的鈣調(diào)蛋白與Ca2+結(jié)合形成鈣—鈣調(diào)蛋白復(fù)合物，引起鈣調(diào)蛋白構(gòu)型發(fā)生變化，增強鈣調(diào)蛋白與多種效應(yīng)物結(jié)合的親和力;其與胱硫醚-γ-裂解酶(CSE)結(jié)合后，可使CSE的活性增強與合成增多，繼而使H2S的生成增加［12］。孫曉紅等用乙醇雙(二氨基乙基醚)四乙酸(EGTA)和鈣離子螯合劑(BAPTA-AM)處理培養(yǎng)的白血病患者骨髓單個核細胞(BMMNC)后發(fā)現(xiàn)，降低細胞內(nèi)外鈣離子濃度能減少白血病患者BMMNC生成H2S，從而在較短時間內(nèi)抑制細胞凋亡、促進細胞增殖。本研究發(fā)現(xiàn)，A23187處理后K562細胞體積縮小、表面微絨毛減少，線粒體出現(xiàn)空泡樣變和基質(zhì)深染。提示A23187在體外可能會誘導(dǎo)K562細胞凋亡，此為白血病的臨床治療提供了一種新思路。

［1］張耀輝.白血病的分子生物學診斷研究進展［J］.山東醫(yī)藥，2010，50(35):111-112.

［2］葉任高，陸再英.內(nèi)科學［M］.6版.北京:人民衛(wèi)生出版社，2006:600-601.

［3］趙艷霞，劉文勵.線粒體與血液系統(tǒng)疾病［J］.國外醫(yī)學:輸血及血液學分冊，2005，28(1):11-14.

［4］Ohta S.A multi-functional organelle mitochondrion is involved in cel1 death，proliferation and disease［J］.Curr Med Chem，2003，10(23):2485-2494.

［5］Duchen MR.Roles of mitochondria in health and disease［J］.Diabetes，2004，53(Suppl 1):S96-102.

［6］李伯勤，張圣明.醫(yī)學超微結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)［M］.濟南:山東科學技術(shù)出版社，2003:130-135.

［7］湯春鈴，向仲懷，崔紅娟.線粒體功能異常與腫瘤的生成［J］.生物工程學報，2013，29(11):1-11.

［8］Lowe SW，Lin AW.Apoptosis in cancer［J］.Carcinogenesis，2000，21(3):485-495.

［9］He L，Luo L，Proctor SJ，et al.Somatic mitochondrial DNA mutations in adult-onset leukaemia［J］.Leukemia，2003，17(12):2487-2491.

［10］Ferreira IC，Vaz JA，Vasconcelos MH，et al.Compounds from wild mushrooms with antitumor potential［J］.Anticancer Agents Med Chem，2010，10(5):424-436.

［11］易嵐，譚暉，吉曉霞，等.二烯丙基二硫通過活性氧介導(dǎo)的JNK信號通路誘導(dǎo)人白血病K562細胞凋亡［J］.中國藥理學通報，2013，29(4):473-477.

［12］Yang G，Wu L，Jiang B，et al.H2Sas a physiologic vasorelaxant:hypertension in mice with deletion of cystathionine gamma-lyase［J］.Science，2008，322(5901):587-590.