大气压等离子体射流抑制肿瘤细胞增殖

在本节中，通过利用前期得到的大气压非平衡等离子体射流处理条件和参数，研究其对人肝癌细胞系（HepG2）、前列腺癌细胞系（PC3）、乳腺癌细胞系（MDA-MB-231）、宫颈癌细胞系（Hela）、黑素瘤细胞系（B16）和人正常肝细胞系（L02）的增殖抑制作用。

图3.3.1　细胞实验装置图[10]

各个细胞系分别在相应的培养基中培养至对数生长期后进行传代培养，将细胞浓度调整为2000个/孔，接种到96孔板中，继续培养6～8h，待细胞完全贴壁后进行等离子体处理。等离子体处理时将培养液换成60 μL PBS。处理装置图如图3.3.1所示。等离子体参数如下：使用He+1% O2混合气体，总流速1L/min；脉冲直流高压为8kV，8kHz，脉宽为1.6μs；喷嘴和96 孔板的距离为10 mm。该参数条件下分别使用等离子体处理1s（3.125s/cm2）、2s（6.25s/cm2）、4s（12.5 s/cm2）、6s（18.75s/cm2）、8s（25s/cm2）、12s（37.5s/cm2）、16s（50s/cm2）、24s（75s/cm2）、32s（100s/cm2）、48s（150s/cm2），每个时间梯度处理3孔细胞。处理后将原来的PBS吸出换成新鲜DMEM 培养液，继续培养24h，进行MTT 法检测细胞活性。

等离子体对几个细胞系的增殖抑制效果如图3.3.2所示。从图中可以看出，等离子体对这些细胞系的增殖均有比较明显的抑制作用，但抑制效果也不完全相同。对HepG2、Hela和MDA-MB-231 的抑制更为明显，而对PC3 的作用则相对要小一些。

IC50是指诱导肿瘤细胞凋亡50%时的药物浓度或剂量。通过计算得到等离子体对上述几个细胞系的IC50值分别如下：HepG2为21.22s/cm2，PC3为60.53s/cm2，Hela为29.59s/cm2，MDA-MB-231为15.44s/cm2，B16为50.62s/cm2，L02为53.46s/cm2。对比HepG2细胞和L02细胞结果可以看出，等离子体虽然对这两个细胞系的增殖都有抑制作用，但是对L02细胞的抑制明显不如HepG2细胞强，这表明，L02细胞对等离子体的耐受程度要强于HepG2细胞，即等离子体可以选择性地杀伤肝癌细胞。

图3.3.2　等离子体对几个肿瘤细胞系的增殖抑制效果[11](www.xing528.com)

：HepG2细胞；：PC3细胞；：Hela细胞；：MDA-MB-231细胞；：B16细胞；：L02细胞

下面进一步评估等离子体处理时间和处理后的培养时间对HepG2细胞增殖的影响。HepG2细胞经不同剂量的等离子体处理后，分别培养0h、12h、24h、36h和48h，MTT 法检测其细胞活性。结果如图3.3.3所示，等离子体对HepG2细胞的增殖抑制表现为明显的时间依赖和剂量依赖性。96孔板中，当等离子体的处理时间达到2s时，细胞继续培养12h，细胞的生长已经有了比较明显的抑制作用。

本节比较了等离子体对不同细胞系的增殖抑制效果，发现等离子体对各个细胞系均有不同程度的增殖抑制作用，其中，对MDA-MB-231细胞系的抑制效果最强，IC50 值仅为15.44s/cm2；而对PC3 细胞系的抑制效果最弱，IC50值达到了60.53s/cm2。进一步的研究表明，等离子体对HepG2细胞的增殖抑制表现为明显的时间依赖性和剂量依赖性。比较等离子体对HepG2细胞和L02细胞的作用效果，结果表明，虽然等离子体对两个细胞系的增殖均有抑制作用，但是等离子体对HepG2细胞的抑制效果明显强于对L02细胞的抑制效果，即等离子体可以选择性地杀伤肝癌细胞HepG2，这暗示着等离子体在肝癌治疗上的应用潜力。

图3.3.3　MTT 法检测等离子体对HepG2细胞系的增殖抑制作用[11]

P＜0.05，** P＜0.01，*** P＜0.001和对照组相比；n=3