CdTe量子点对Hep-2细胞和HeLa细胞增殖的影响

邱 红 王 欣 卢日峰 叶 壮 孟春阳 郭 丽

(吉林大学公共卫生学院毒理学教研室，吉林 长春 130021)

CdTe量子点对Hep-2细胞和HeLa细胞增殖的影响

邱 红1王 欣2卢日峰 叶 壮 孟春阳 郭 丽

(吉林大学公共卫生学院毒理学教研室，吉林 长春 130021)

目的 探讨CdTe量子点对喉癌细胞株Hep-2、人宫颈癌HeLa细胞株的抑制作用。方法 1、2、4、8、16、32、64、128和256 nmol/L的CdTe量子点作用48 h后，用倒置显微镜观察量子点作用后细胞形态变化，MTT法检测不同浓度量子点对Hep-2细胞和Hela细胞增殖的影响。结果

倒置显微镜观察，量子点作用48 h后，1、64、128、256 nmol/L Hep-2细胞数量没变化，其余各组细胞数量增多。Hela细胞从64 nmol/L组开始随量子点浓度的增加，贴壁细胞减少，悬浮细胞增多。MTT法结果表明2～32 nmol/L CdTe量子点显著促进Hep-2细胞增殖，其余各组细胞增殖没有显著影响。但是从64 nmol/L组开始，与对照组相比，HeLa细胞的生长受到显著的抑制(P＜0.05)，细胞抑制率随着量子点浓度的增加而增加。结论在一定的剂量范围内，CdTe量子点对HeLa细胞增殖具有一定的抑制作用，但对喉癌细胞Hep-2细胞的增殖几乎没有影响。

CdTe量子点;Hep-2细胞株;HeLa细胞株;增殖

与传统有机染料相比，量子点(QDs)具有激发光谱宽、连续、发射光谱窄、对称、发光效率高、光化学稳定性好、粒度不同发射光的颜色不同、生物亲和性好等优点，在离体细胞标记、活体细胞成像、活体动物显微成像等生物学上广泛应用〔1，2〕。基于这些特点，用半导体QDs标记观察活体肿瘤细胞在体内的迁移、浸润、转移的实时原位研究〔3〕，为肿瘤的研究提供了一个非常有用的研究方法。但是这些应用的前提是量子点对该细胞的毒性低。有研究表明QDs的修饰不同，对细胞毒性不同〔4〕。本实验旨在研究碲化镉(CdTe)QDs对两种不同癌细胞株增殖的影响，探索CdTe QDs对不同癌细胞株的细胞毒性作用。

1 材料与方法

1.1 材料

DMEM培养基(低糖，Gibco公司);噻唑蓝(MTT)和二甲基亚砜(Sigma公司);巯基丙酸修饰的CdTe QDs(吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室提供)，粒径4.3 mm，发红光。

1.2 方法

1.2.1 细胞株的复苏、培养和传代 Hep-2细胞和HeLa细胞经复苏后，培养于含10%胎牛血清、100 U/L青霉素、100 U/L链霉素、pH7.2～7.4的低糖DMEM培养基中，置于5%CO2、37℃常规培养，1～2 d胰酶消化传代。

1.2.2 MTT法检测CdTe QDs对不同细胞增殖的影响 分别取对数生长期的Hep-2细胞和HeLa细胞，经胰蛋白酶溶液消化、计数，调细胞密度为5×104/ml，每孔200 μl接种于96孔培养板，于37℃，5%CO2条件下培养，24 h后换成含CdTe QDs的培养液，终浓度为 1、2、4、8、16、32、64、128、256 nmol/L，对照组不加CdTe QDs，每组6孔，37℃、5%CO2培养箱中培养48 h后，加入MTT 20 μl(5 g/L)，继续培养4 h。吸出孔内培养液后，加入DMSO液(150 μl/孔)，将培养板置于微孔板振荡器上振荡10 min。酶标仪检测各孔OD值(检测波长570 nm)。按下式计算抑制率：抑制率(%)=(对照组OD值-实验组OD值)/对照组OD值×100%。

1.2.3 CdTe QDs对不同细胞株影响的形态学观察 方法同

1.2.2，在量子点作用48 h后，倒置显微镜下观察两种细胞株的形态学差异。

1.3 统计学分析

用SPSS13.0软件行方差分析。

2 结果

2.1 CdTe QDs对Hep-2细胞和HeLa细胞形态的影响

2.1.1 CdTe QDs对Hep-2细胞形态的影响 倒置显微镜下，对照组Hep-2细胞生长形态良好，胞膜光滑，细胞生长融合成片。实验组从2～32 nmol/L孵育48 h后，细胞增多，细胞状态良好。1、64、128、256 nmol/L实验组Hep-2细胞形态均未观察到变化，细胞未见增多。

2.1.2 CdTe QDs对HeLa细胞形态的影响 对照组细胞培养48 h后，细胞融合，细胞质分布均匀。实验组从1～32 nmol/L孵育48 h后，细胞密度和形态与对照组相似，未观察到改变。从64～256 nmol/L组开始，细胞密度随浓度的增加逐渐减少，贴壁细胞减少，悬浮细胞增多，细胞边角减少，逐渐变为圆形，胞内颗粒增多。

2.2 CdTe QDs对Hep-2细胞和HeLa细胞增殖的影响

2.2.1 CdTe QDs对 Hep-2细胞增殖的影响 2、4、8、16、32 nmol/L CdTe QDs作用48 h后，对Hep-2细胞有明显的促增殖作用，OD 值分别为 1.405±0.069、1.404±0.079、1.409±0.107、1.379±0.051、1.334±0.068，与对照组(1.233 ±0.034)相比，有显著性差异(P ＜0.05)。1、64、128、256 nmol/L CdTe QDs作用48 h后，对Hep-2细胞的增殖没有明显影响，OD值分别为 1.301±0.095、1.285±0.031、1.237±0.082、1.228±0.042，与对照组相比无显著性差异(P＞0.05)。

2.2.2 CdTe QDs对HeLa细胞增殖的影响 1～32 nmol/L CdTe QDs作用HeLa细胞48 h后，CdTe QDs对HeLa细胞的增殖没有明显影响，OD值分别为0.961±0.058、0.957±0.079、0.940±0.524、0.935 ±0.065、0.938 ±0.085、0.913 ±0.053，与对照组的OD值(0.939±0.055)无显著性差异(P＞0.05)。但随着CdTe QDs浓度的升高，64～256 nmol/L CdTe QDs作用HeLa细胞48 h后，细胞增殖受到抑制，呈剂量依赖性，浓度越大，抑制效果越明显，抑制率越大。64、128和256 nmol/L浓度组(0.744±0.054、0.654±0.059、0.411±0.067)与对照组的OD值差异显著(P＜0.05)，抑制率分别为20.8%、30.4%、56.2%。

3 讨论

本研究结果表明细胞株不同，相同浓度的QDs毒性作用不同。肿瘤或癌症作为目前人类难以攻克的难题之一，其机制尚不完全清楚，如能早期诊断，将为肿瘤病人争取时间，挽救病人生命。QDs作为活体细胞标记，可以在活体内对肿瘤细胞长期动态观察，为肿瘤发生机制的研究提供新的途径。癌细胞可以通过内吞作用将QDs摄入体内〔5〕，但是探讨适用于各种癌细胞的低毒QDs产品是进行活体细胞标记的基础，本文的结果表明可以通过改进CdTe QDs的表面结构来筛选适于Hela细胞的QDs标记物。

QDs除具有纳米粒子的普遍性质外，由于其合成材料和合成方法的多样性，导致它们在尺寸和化学性质上有极大差异，引起细胞毒性的机制也多种多样〔6〕。其物理化学性质，如QDs的大小、电荷和浓度不同，细胞毒性不同;环境因素，如表面修饰物的生物活性〔7〕，QDs的被氧化和被光解等也影响细胞毒性〔5〕。当QDs进入机体后，通过光解或生物降解释放出内核的金属离子，导致对机体细胞或组织的损伤〔6〕。CdTe QDs可以释放产生重金属离子镉，镉对肾脏和骨骼都有毒性，这可能是本实验的细胞毒性作用机制之一。另外，QDs的细胞毒性可能与活性氧分子(ROS)的产生有关。细胞培养在CO2/O2环境中，由于QDs本身具有能量，能够将能量转移给培养液中的氧分子，诱导ROS的产生，导致细胞损伤和死亡〔8〕。本实验结果提示细胞株不同可能对CdTe QDs耐受不同，毒性反应也不同。

综上，在一定剂量范围内，CdTe QDs对HeLa细胞的增长具有一定的抑制作用，对Hep-2细胞的增殖不产生影响。

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R73 〔

A

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

10.3969/j.issn.1005-9202.2012.23.044

1 长春市南关区疾病预防控制中心

2 吉林大学第二医院肿瘤生物治疗中心

郭 丽(1973-)，女，副教授，博士，主要从事干细胞应用研究。

邱 红(1962-)，女，主管护师，主要从事传染病预防控制工作。

〔2012-03-08收稿 2012-07-30修回〕

(编辑 袁左鸣)