氧化石墨烯负载多柔比星对多发性骨髓瘤细胞的杀伤作用

中国组织工程研究第20卷第38期2016-09-16出版ChineseJournalofTissueEngineeringResearchSeptember16,2016Vol.20,No.38P.O.Box10002,Shenyang110180·研究原著·邢丽娜，女，1984年生，满族，河北省承德市人，2009年河北医科大学毕业，硕士，主治医师，主要从事血液病研究。中图分类号:R318文献标识码:A文章编号:2095-4344(2016)38-05636-06稿件接受：2016-07-09氧化石墨烯负载多柔比星对多发性骨髓瘤细胞的杀伤作用邢丽娜，张学军，王颖，牛志云，王福旭，温树鹏(河北医科大学第二医院血液内科，河北省石家庄市050000)引用本文：邢丽娜，张学军，王颖，牛志云，王福旭，温树鹏.氧化石墨烯负载多柔比星对多发性骨髓瘤细胞的杀伤作用[J].中国组织工程研究，2016，20(38):5636-5641.DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.38.002ORCID:0000-0003-3976-6575(邢丽娜)文章快速阅读：文题释义：氧化石墨烯：为一种纳米材料，在生物医学领域有广泛应用，生物相容性比较好，吸附能力比较强，并且具有功能化和修饰作用，能够吸附和缓释药物。氧化石墨烯具有载药性能，主要用于负载抗癌药物，氧化石墨烯对药物的装载率比其他纳米材料高，是恶性肿瘤患者生物治疗和靶向治疗比较好的选择。氧化石墨烯的安全性：体外关于氧化石墨烯对细胞的毒性作用的研究存在争议，一般认为氧化石墨烯对细菌具有毒性作用，在高浓度条件下能够引起细胞凋亡。关于氧化石墨烯的体内研究认为氧化石墨烯对细胞的毒性比较小，对器官脏器没有毒性作用。由于氧化石墨烯具有良好的生物相容性，良好的靶向作用和载药性能，在体内比较安全，因此是负载抗肿瘤药物的比较好的载体。摘要背景：研究发现氧化石墨烯对正常细胞的毒性比较低，但有关氧化石墨烯负载多柔比星抗肿瘤药物后对恶性肿瘤细胞是否有影响的研究不多。目的：探讨氧化石墨烯负载多柔比星对多发性骨髓瘤细胞的杀伤作用。方法：取对数生长期人多发性骨髓瘤细胞株RPMI8226，分4组培养，其中3组分别加入氧化石墨烯负载多柔比星、多柔比星、氧化石墨烯，对照组不干预。培养24h，CCK-8方法检测细胞活性，流式细胞仪检测细胞周期和细胞凋亡。结果与结论：①对照组细胞质透亮清晰，多数为饱满形态；氧化石墨烯组细胞质较透亮，少数细胞出现皱缩；多柔比星组细胞形态不均一，细胞出现皱缩，有凋亡小体出现；氧化石墨烯负载多柔比星组细胞体积明显缩小，皱缩较明显，出现凋亡小体；②氧化石墨烯负载多柔比星组、多柔比星组、氧化石墨烯组细胞存活率均低于对照组(P0.05)，氧化石墨烯负载多柔比星组细胞存活率明显低于氧化石墨烯组(P0.05)；③氧化石墨烯负载多柔比星组、多柔比星组细胞凋亡率高于氧化石墨烯组、对照组(P0.05)；④4组间细胞周期比较差异无显著性意义；⑤结果表明，氧化石墨烯负载多柔比星具有较强的毒性作用，可诱导人多发性骨髓瘤细胞凋亡。关键词：生物材料；纳米材料；氧化石墨烯；多柔比星；多发性骨髓瘤；细胞；凋亡；细胞毒性主题词：多柔比星；多发性骨髓瘤；组织工程氧化石墨烯负载多柔比星的抗肿瘤作用正常对照组(1)CCKK-8测定细胞活性(2)流式细胞仪测定细胞凋亡(3)流式细胞仪测定细胞周期氧化石墨烯负载多柔比星组人多发性骨髓瘤细胞株RPMI8226多柔比星组氧化石墨烯组氧化石墨烯负载多柔比星具有较强的毒性作用，可诱导人多发性骨髓瘤细胞凋亡邢丽娜，等.氧化石墨烯负载多柔比星对多发性骨髓瘤细胞的杀伤作用ISSN2095-4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAH5637:akillerformultiplemyelomacellsXingLi-na,ZhangXue-jun,WangYing,NiuZhi-yun,WangFu-xu,WenShu-peng(DepartmentofHematology,SecondHospitalofHebeiMedicalUniversity,Shijiazhuang050000,HebeiProvince,China)AbstractBACKGROUND:Cytotoxicityofgrapheneoxidetonormalcellsisrelativelylow,butwhethergrapheneoxideloadedwithdoxorubicinhassomeeffectsonmalignantcellsisrarelyreported.OBJECTIVE:Toexplorethecytotoxicityofgrapheneoxideloadedwithdoxorubicinonmultiplemyelomacells.METHODS:MultiplemyelomacelllineRPMI8226inlogarithmicphasewasselected,culturedanddividedintofourgroups,includinggrapheneoxideloadedwithdoxorubicin,doxorubicinandgrapheneoxidegroupsaswellascontrolgroupwithnointervention.After24hoursofculture,thecellactivitywasdetectedbycellcountingkit-8method,andthecellcycleandapoptosisweredetectedusingflowcytometry.RESULTSANDCONCLUSION:Plump-shapedcellswithtranslucentandclearcytoplasmwerefoundinthecontrolgroup;cellswithrelativelytranslucentcytoplasm,andevenafewshrunkencellsappearedinthegrapheneoxidegroup;cellularmorphologywasinaheterogeneity,apoptoticbodiesappearedinthedoxorubicingroup;thecellswassignificantlyreducedinsize,presentingmoreobviousshrinkageandapoptoticbodiesinthegroupofgrapheneoxideloadedwithdoxorubicin.Thecellsurvivalrateinthegrapheneoxideloadedwithdoxorubicin,doxorubicinandgrapheneoxidegroupswassignificantlylowerthanthatinthecontrolgroup(P0.05),andthisindicatorwassignificantlylowerinthegroupofgrapheneoxideloadedwithdoxorubicinthanthegrapheneoxidegroup(P0.05).Theapoptoticrateinthegroupofgrapheneoxideloadedwithdoxorubicinanddoxorubicingroupwassignificantlyhigherthanthoseinthegrapheneoxideandcontrolgroups(P0.05),respectively.Additionally,therewerenosignificantdifferencesinthecellcycleamonggroups.Theseresultsshowthatgrapheneoxideloadedwithdoxorubicinhasastrongercytotoxicity,andcaninduceapoptosisinhumanmultiplemyelomacells.Subjectheadings:Doxorubicin;MultipleMyeloma;TissueEngineeringCitethisarticle:XingLN,ZhangXJ,WangY,NiuZY,WangFX,WenSP.Grapheneoxideloadedwithdoxorubicin:akillerformultiplemyelomacells.ZhongguoZuzhiGongchengYanjiu.2016;20(38):5636-5641.0引言Introduction多发性骨髓瘤是一种血液系统恶性肿瘤，患此病患者几乎都有复发的风险，被看成是一种不能治愈的恶性肿瘤，寻找新的治疗多发性骨髓瘤的方法具有重要意义。多柔比星能够阻止DNA及RNA的合成，为周期非特异性治疗药物，对肿瘤细胞具有杀伤作用，在多发性骨髓瘤的治疗中具有重要作用，但多柔比星的不良反应较大，在杀伤恶性细胞的同时对正常细胞也具有杀伤作用[1]。纳米药物载体能够提高多柔比星的治疗效果，降低不良反应。氧化石墨烯为纳米材料的一种，生物相容性较好，在生物传感器、药物载体方面有广泛应用，在医学及生物材料学方面具有良好的应用前景[2-6]。氧化石墨烯对正常细胞的毒性较低[7-9]，对肺癌细胞也具有低毒性[10]，但氧化石墨烯负载多柔比星抗肿瘤药物后，对恶性肿瘤细胞是否有影响是血液内科比较关注的一个问题。实验通过制备氧化石墨烯负载多柔比星，观察其对多发性骨髓瘤细胞的影响，结果发现氧化石墨烯对多发性骨髓瘤细胞的毒性较低，对多发性骨髓瘤细胞的生长周期和细胞凋亡没有影响，氧化石墨烯负载多柔比星不影响多柔比星对多发性骨髓瘤细胞的毒性作用及诱导细胞凋亡的能力。1材料和方法Materialsandmethods1.1设计体外细胞学对照观察实验。1.2时间及地点实验于2013年7月至2014年9月在河北医科大学第二医院实验室完成。1.3材料RPMI8226人多发性骨髓瘤细胞株，购自于协和医科大学细胞中心。1.4实验方法制备氧化石墨烯：将5g膨胀石墨、5g硝酸钠、30g高锰酸钾与230mL浓硫酸混合，然后置于273K温度下，24h后置入308K温度下搅拌，去离子水稀释，温度升高值371K时保持15min，然后加入过氧化氢，离心，加入去离子水和HCl洗涤，便得到氧化石墨烯。氧化石墨烯吸附多柔比星：将6mg氧化石墨烯加入10mL多柔比星稀释液中震荡得到。邢丽娜，等.氧化石墨烯负载多柔比星对多发性骨髓瘤细胞的杀伤作用P.O.Box10002,Shenyang110180人多发性骨髓瘤细胞株的培养和传代：将RPMI8226人多发性骨髓瘤细胞株接种于RPMI1640培养液中，置入二氧化碳培养箱中进行培养，每隔2d进行1次换液，每隔4d进行1次传代培养，取生长良好的对数期生长细胞进行实验。RPMI8226人多发性骨髓瘤细胞株分组干预：将生长良好的对数生长期RPMI8226人多发性骨髓瘤细胞，置入离心管中离心，培养基重悬细胞，调节细胞浓度为5×107L-1，在培养箱中培养2h，接种到细胞培养板上，分4组培养：氧化石墨烯负载多柔比星组加入氧化石墨烯负载多柔比星(氧化石墨