紫杉醇作用时间对MCF-7细胞抑制作用的电化学研究①

尹铁臣，李锦莲，武冬梅

(1.佳木斯市第二十中学，黑龙江 佳木斯 154002；2. 佳木斯大学药学院，黑龙江 佳木斯 154007)

紫杉醇作用时间对MCF-7细胞抑制作用的电化学研究①

尹铁臣1，李锦莲2，武冬梅2

(1.佳木斯市第二十中学，黑龙江 佳木斯 154002；2. 佳木斯大学药学院，黑龙江 佳木斯 154007)

目的：电化学法研究紫杉醇作用时间对MCF-7细胞抑制作用影响。方法：循环伏安法。结果：在12～30h范围内，加药组和对照组细胞峰电流Ip值出现明显差异，紫杉醇显示出明显的对MCF-7细胞活性的抑制，在药物作用30 h时，对照组与加药组的Ip值差值达到最大。结论：电化学方法可以检测到紫杉醇对MCF-7细胞的抑制作用具有时间依赖性，且可信而具有较高敏感性。

细胞电化学；循环伏安；MCF-7；紫杉醇

随着工业化的发展，肿瘤已成为严重影响和威胁人类生存健康和生活质量的重大疾病[1～3]。建立简单、快速、准确和价廉的抗癌药物筛选方法，对抗癌药物的发展具有重要意义。电化学因其简单、快速、敏感在细胞分析领域受到广泛关注[4，5]，本文以人乳腺肿瘤细胞(MCF-7)和紫杉醇为模型，采用电化学法研究了紫杉醇作用时间对MCF-7细胞的抑制作用，为抗癌药物电化学筛选方法的建立奠定理论基础。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

LK2005恒电位仪，天津市兰力科化学电子高技术有限公司；HH.CP-T型二氧化碳培养箱，上海一恒科学仪器有限公司；人乳腺肿瘤细胞MCF-7，东北林业大学赠送；优级胎牛血清、DMEM培养基、双抗(链霉素和青霉素)为Gibco公司；多壁碳纳米管(MWNTS)，深圳纳米港有限公司；离子液体(bmim-PF6)购于百灵威科技有限公司；其余试剂均为分析纯。

1.2 修饰电极的制备

称取酸化的多壁碳纳米管(MWNTs)与离子液体(IL，[BMIM]PF6)80 mg：1.6 mL比例混合，玻碳工作电极(GCE)抛光后取适量黑色混合胶体通过刮涂法涂抹于GCE表面，即得多壁碳纳米管和离子液体复合修饰玻碳工作电极(MWNTs-IL/GCE)。检测前置于pH 7.4 PBS溶液中，在0.0～+1.0V范围内循环伏安法扫描至背景稳定，室温放置备用。

1.3 电化学测定系统

本实验采用三电极体系作为电化学测试系统，其中多壁碳纳米管和离子液体复合修饰玻碳电极为工作电极(MWNTs-IL/GCE)，Ag/AgCl丝为参比电极，Pt丝为辅助电极。

1.4 MCF-7细胞的培养和处理

MCF-7细胞加适量DMEM培养液，置37℃、5% CO2、100%饱和湿度的培养箱中培养。将生长状态良好且长满培养皿底的细胞用PBS清洗3次，加入适量的pH 7.4 PBS在水浴50℃作用30min后即可进行常规电化学测定。

将细胞分为加药组和对照组两组。每个组均各设6个作用时间，每个作用时间设3个平行样品。加药组细胞分别加相应的药物储备液60μL，使药物的终浓度均为100nmol。对照组细胞每皿加无水乙醇60μL。细胞再放回培养箱继续培养，于第0，6，12，18，24，30，36h，分别取出加药组和对照组细胞各3皿，分别按上述方法处理细胞，进行电化学测定。

2 结果与讨论

2.1 MCF-7细胞被紫杉醇抑制前后电化学行为

图1是紫杉醇加药组和无水乙醇对照组细胞在培养箱中经培养24h后，采用电化学检测的循环伏安图。与空白对照组(图1-c)相比，加药组(图1-b)PeakⅠ和PeakⅡ的Ip值均明显小于相应对照组的Ip值。原因是加药组的MCF-7细胞受紫杉醇抑制作用，细胞活性相对较低，细胞增殖速度相对

图1 紫杉醇加药组与对照组的循环伏安图

(a)pH 7.4 PBS，(b)加药组，(c)空白对照组细胞接种浓度：1.2×106cells·mL-1，药物浓度: 100 nmol药物作用时间：24h较慢，核苷酸代谢相对较低，产生的内源性电活性物质浓度也随之下降，故而紫杉醇加药组的MCF-7细胞Ip值低于对照组细胞的Ip值。

2.2 紫杉醇作用时间与峰电流的关系

图2 药物作用时间与MCF-7细胞质的峰电流关系图

(a，b)乙醇对照组，(c，d)紫杉醇作用组，(a，c)峰Ⅱ，(b，d)峰Ⅰ细胞接种浓度1.2×106cells·mL-1，药物作用浓度100nmol

图2为MCF-7细胞Ip值随着紫杉醇作用时间的增加而变化的曲线。在0～30h范围内，对照组(图2-a，b)随着MCF-7细胞的增殖，细胞的数量增多，细胞质中的电活性物质增多，Ip值也随之增高；在30～36h范围内，无水乙醇对照组MCF-7细胞的生长空间和养分都相对缺乏，细胞增值率下降，细胞活性降低，核苷酸代谢降低，Ip也随之下降。在0～12h范围内，给药组(图2-c，d)MCF-7细胞的Ip值随着时间增长而增高，是因为细胞的增殖作用大于药物对细胞的抑制作用，紫杉醇的抑制作用没有呈现出来。 在12～30h范围内， 紫杉醇抑制给药组MCF-7细胞活性逐渐达到平衡，电化学检测的Ip值也随之趋于恒定。对于peakⅠ和peakⅡ来说，在药物作用30h时，对照组与加药组的Ip值差值达到最大。以上结果显示，电化学方法可以检测到紫杉醇对MCF-7细胞的抑制作用具有时间依赖性。

3 结论

紫杉醇抑制MCF-7细胞活性使其增殖缓慢，在紫杉醇作用MCF-7细胞30 h时，与对照组相比其细胞抑制率达最大。从加药组电流曲线变化趋势可看出，紫杉醇有很强的抑制肿瘤细胞生长的作用，电化学法对紫杉醇的细胞抑制作用的检测是可信而具有较高敏感性的。

[1]徐翠林, 蒋宁卫, 包磊.雨花台区2007年居民恶性肿瘤死因及疾病负担及回顾性调查[J]. 现代预防医学, 2011, 38(18): 3761-3763

[2]宋卫亚, 牟伟益, 李涵, 等. 青岛市2010年恶性肿瘤住院情况及年龄分布的调查[J]. 中国医院统计, 2011, 2: 189-191

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[4]鞠火晃先. 电分析化学与生物传感器[M].北京: 科学出版社, 2006, 100-120

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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

黑龙江省教育厅科学研究项目，编号：12511542。

尹铁臣(1963～)男，黑龙江佳木斯人，大专，高级教师。

武冬梅(1967～)女，黑龙江佳木斯人，博士，教授，博士研究生导师。E-mail:dmwu@jmsu.edu.cn。

R965.2

A

1008-0104(2015)01-0017-02

2014-10-14)