主题： 活体肿瘤研究-非损伤微测系统应用成果汇总

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癌占比：测试区域内癌细胞所占比例。

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文献编号：C2014-002
作者：Hua Feng（冯华）
文献来源：Lasers in Medical Science. 2014, 29(3): 1261-1267.
关键词：NMT; photodynamic therapy; glioma; Ca²⁺ flux; K⁺ flux

神经胶质瘤是一种高发病率与死亡率的常见原发性脑瘤，体内外研究表明，光动力疗法（PDT）可以使神经胶质瘤细胞发生死亡。近期的研究显示，PDT抑制神经胶质瘤与C6神经胶质瘤细胞外谷氨酸浓度上升以及作为Ca²⁺与K+通道的谷氨酸受体AMPA表达的上调有关，但PDT如何影响细胞内外的Ca²⁺与K⁺的跨膜流动还未进行过研究。

该报道以C6神经胶质细胞瘤为研究对象，通过非损伤微测技术发现，正常状态下C6神经胶质瘤细胞Ca²⁺少量外流，K⁺内流，当进行PDT干预后，发生明显的Ca²⁺内流和K⁺外流，细胞发生死亡。谷氨酸受体AMPA的拮抗剂CNQX可以抑制PDT干预后Ca²⁺与K⁺流的改变。

这项研究更进一步的揭示了PDT引起神经胶质瘤细胞死亡的分子机制，显示出癌细胞的死亡可能与Ca²⁺内流和K⁺外流这个转变的发生有关。

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文献编号：C2015-014
作者：Chengzhang Li（李成章）
文献来源：Photomedicine and Laser Surgery. 2015, 33(5): 258-265.
关键词：NMT; Apoptosis ; Oral Squamous Carcinoma Cell; Photodynamic Therapy; O₂ flux; Ca²⁺ flux

当前，世界范围内的口腔鳞状细胞癌发病率居高不下，每年新患病者达389000人，十年生存率不超过50%。目前，化疗、放疗法均有较大的副作用，而光动力疗法（PDT）作为一种微损伤的治疗手段逐渐地进入人们的视野。光动力治疗能够引起诸如坏死/凋亡导致的细胞死亡，本研究探讨了O₂以及Ca²⁺流速作为光动力治疗诱导的口腔鳞状癌细胞凋亡指标的可行性。

研究以口腔鳞状癌细胞（OSCC）作为研究对象，经PDT处理后，观察实验组与对照组在活性氧自由基（ROS）含量、细胞凋亡率、凋亡因子表达水平上的差异，发现OSCC经PDT处理后，各项指标均降低。通过非损伤微测技术（NMT）检测O₂及Ca²⁺流速，结果显示，PDT处理2h后，O₂、Ca²⁺流速开始发生明显变化，其中O₂内流逐渐增加，Ca²⁺外排速率也明显高于未处理组。

这一研究结果表明，O₂及Ca²⁺流速变化是PDT诱导的细胞凋亡的早期信号，并且这一信号的变化受到胞内ROS的直接调控。本研究中，NMT实现了长达24h的活体检测，为研究的顺利进展提供了必要的技术支持。

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文献编号：F2012-007
作者：Lana Shabala
文献来源：Cell biochemistry and Function .2013, 31(7): 603-611.
关键词：ER stress; inflammatory bowel disease; ion flux; oxidative stress; colonic epithelial cells

在以往的研究中，内质网胁迫是众多疾病的病因，如糖尿病，囊胞性纤维症，肠道炎症疾病等。众所周知，正常的生理条件下，胞内的离子保持着一定的稳态，从而维持着正常的生存环境。当发生内质网胁迫和氧化胁迫时，细胞的离子平衡受到了影响，从而诱发产生疾病。然而，这种胁迫条件下，作为疾病发病机理环节的重要信号的离子流速的变化机制尚未深入研究。

旭月研究院外方专家——来自塔斯马尼亚大学的Shabala教授，以人结肠癌细胞为材料，通过非损伤微测技术研究了内质网胁迫和氧化胁迫条件下，K⁺，Ca²⁺和H⁺的流速动力学，发现内质网胁迫和氧化胁迫会引起细胞大量释放K⁺，同时引起Ca²⁺和H⁺的内流。内质网胁迫和氧化胁迫改变了胞内离子的平衡，这可能是诱发疾病，导致细胞凋亡的原因之一。

K⁺的外流在先前诸多报道中已经证明了是细胞凋亡的标志之一，本研究发现，当K⁺的外流和Ca²⁺的内流同时发生时，会促进细胞的凋亡。本研究为临床炎症性肠病的治疗，提供了一个新的思路。

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文献编号：C2012-018
作者：Liwei Wang（王立伟）
文献来源：Biochemical Pharmacology. 2012, 84 (3): 292-302.
关键词：Ion-selective electrode; Patch-clamp technique; Ion transport; Cell size; Tumor cell

细胞体积调控是各种细胞功能的基础，例如细胞迁移、细胞凋亡、细胞增殖等，这些过程都需要细胞体积的变化和跨膜离子的参与。体积变化激活的K⁺和Cl^-通道已经用膜片钳进行了广泛的研究，发现在调控体积减小（RVD）过程中K⁺和Cl^-紧密偶联。

2012年5月，暨南大学医学院王立伟教授研究组的成果发表在国际药理学刊物Biochemical Pharmacology上。实验发现低渗降低了胞内的pH值（pHi），激活了依赖于质子泵的H⁺外流，导致胞外pH值（pHo）下降，pHo的适度减小抑制了体积激活的K⁺外流和RVD，但是没有Cl^-外流，当H⁺外流被抑制或者pHo的缓冲能力增加时促进了K⁺外流和RVD。这个结果说明在RVD过程中K⁺通道的动力学与Cl^-通道不同，是由于K⁺和Cl-通道对pHo的敏感性不同。

这是第一次发现在低渗诱导的RVD过程中K⁺和Cl^-的转运不偶联（解偶联），而且H⁺外流在细胞体积调控中扮演着重要作用。结论指出，全细胞膜片钳破坏了细胞内液环境，导致细胞膜内外环境的pH值固定不变，凡涉及pH介导的离子通道调控，膜片钳的检测结果还需要通过其它无损方法，如非损伤微测技术进一步验证，才能获得更加真实的生理学结论。

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文献编号：C2008-001
作者：许越
文献来源：生物物理学报. 2008, 24(3): 191-197.
关键词：非损伤微测技术; H⁺流速; MCF-7 肿瘤细胞; 化疗药物耐药

无论是正常细胞还是肿瘤细胞，细胞内pH（pHi）都是维持细胞各种生理功能的重要参数。实体瘤的重要特点之一是细胞间质呈酸性。调节药物进入细胞的重要机制之一是细胞内外的pH梯度差。因此，肿瘤的酸性pHe将有效地阻断药物进入细胞或中和药物，以及将药物隔绝在酸性的细胞囊泡中以阻止到达它们细胞内的作用靶点，从而降低其对肿瘤细胞的杀伤作用。

使用非损伤微测技术建立了药物抗性研究方法（drug resistance study method，DRSM），该方法可用于研究器官、组织、细胞外离子、分子活性与肿瘤细胞耐药性之间的相互关系。结果表明存在一个持续的并以固有振荡形式出现的胞外H+流现象。耐药株H⁺流在加ADR（阿霉素）前趋近于零，而敏感株H⁺呈明显内流。敏感株和耐药株加ADR后H⁺均呈外流，但耐药株的H⁺外流为敏感株5倍。与H⁺流速结果相一致的是胞外的pH也产生了相应的改变。本研究为胞外H⁺活性与肿瘤耐药性的相互关联提供了直接证据。