钙离子载体A23187对人红白血病细胞株K562超微结构的影响

庄宝祥

(潍坊医学院形态学实验室，山东潍坊261053)

白血病是一类多病因诱发的造血干细胞克隆性恶性疾病［1］，目前我国发病率约为2.76/10万，在儿童及35岁以下成人中病死率居第一位［2］。2011年10～12月，我们观察了钙离子载体A23187对人红白血病细胞株K562细胞超微结构的影响。现报告如下。

1 材料与方法

1.1 材料 人红白血病K562细胞株(由本校免疫学教研室提供);主要试剂及仪器:钙离子载体A23187，H-7500型透射电镜，低速离心机。

1.2 K562细胞培养及分组 将新复苏的K562细胞常规培养在含10%胎牛血清和100μg/mL青霉素、100 μg/mL链霉素的RPMI1640培养基中，在37℃、含5%CO2饱和湿度的培养箱中培养传代，每2天更换一次培养液，传代时间≤3个月。细胞密度增至(1～2)×105/L时，随机分为观察组和对照组(容积均为5 mL)进行下列实验。

1.3 A23187干预及K562细胞超微结构观察 观察组取2 mmol/L细胞溶液加入A23187溶液7.5μL，至浓度为3μmol/L;对照组加入等体积生理盐水。细胞培养到第10、20和30 min时，依次取两组细胞溶液置于低速离心机离心15 min，1 500 r/min，收集细胞、常规制备超薄切片，H-7500型透射电镜下观察其超微结构。

2 结果

对照组三个时间点K562细胞超微结构均无明显改变，细胞有大小不等的突起，胞质内有散在粗面内质网、高尔基复合体，线粒体较小;细胞核形状不规则，核膜清晰，染色质均匀，核仁明显。观察组三个时间点均见少数细胞结构正常，大多数细胞线粒体出现空泡样改变和基质深染。

3 讨论

线粒体是物质氧化与能量转换的场所。线粒体基质的三羧酸循环酶系通过底物脱氢氧化生成还原型烟酰胺二核苷酸(NADH)，NADH通过线粒体内膜呼吸链氧化;与此同时，导致跨膜质子移位形成跨膜质子梯度和(或)跨膜电位。线粒体内膜上的ATP合成酶利用跨膜质子梯度能量合成ATP，后者通过线粒体内膜ADP/ATP蛋白载体与细胞质中ADP交换进入细胞质，参与细胞的各种需能过程［3］。线粒体不仅在能量转换中扮演重要角色，亦介导细胞凋亡和肿瘤发生等过程［4］。线粒体功能异常对所有器官均产生有害作用，尤其对于代谢旺盛、特别依赖能量产生的器官，比如心肌、骨骼肌、神经系统、胰腺、肝脏、骨髓等［5］。细胞内、外环境因素的改变，均可引起线粒体结构和功能异常。因此，往往把线粒体作为诊断疾病和测定环境因素的指标。同时，线粒体异常也是整个细胞病变的一部分，线粒体的变化可致其他细胞器和整个细胞发生变化［6］。线粒体在细胞能量代谢、氧自由基生成和细胞凋亡等过程中的作用都与肿瘤细胞的发生密切相关［7］。线粒体基因组在肿瘤细胞内是不稳定的，而此不稳定性可能与肿瘤的病程发展有关。刺激和诱导肿瘤细胞凋亡已经成为治疗肿瘤的一种新的可能性［8］。He等［9］测定了24例白血病患者 mtDNA 突变率和mtDNA序列，结果发现9例存在体细胞mtDNA突变;通过限制性长度多态性和实时定量PCR对其中1例淋巴细胞白血病患者mtDNA突变进行的详细分析显示，mtDNA特异性突变与白血病发病有关。白血病治疗的主要方法之一是促进白血病细胞的凋亡，细胞凋亡“线粒体通路”的认识开辟了以线粒体为靶点治疗白血病的新领域。研究表明，众多的细胞因子和药物均具有诱导肿瘤细胞凋亡的能力［10，11］。“A23187”载体是一种移动性离子载体，其功能是运输Ca2+、Mg2+等二价阳离子。把A23187加入到细胞培养液中，其携带的Ca2+可不经钙泵直接进入到细胞质内，使细胞内Ca2+浓度升高，细胞内的钙调蛋白与Ca2+结合形成钙—钙调蛋白复合物，引起钙调蛋白构型发生变化，增强钙调蛋白与多种效应物结合的亲和力;其与胱硫醚-γ-裂解酶(CSE)结合后，可使CSE的活性增强与合成增多，继而使H2S的生成增加［12］。孙晓红等用乙醇双(二氨基乙基醚)四乙酸(EGTA)和钙离子螯合剂(BAPTA-AM)处理培养的白血病患者骨髓单个核细胞(BMMNC)后发现，降低细胞内外钙离子浓度能减少白血病患者BMMNC生成H2S，从而在较短时间内抑制细胞凋亡、促进细胞增殖。本研究发现，A23187处理后K562细胞体积缩小、表面微绒毛减少，线粒体出现空泡样变和基质深染。提示A23187在体外可能会诱导K562细胞凋亡，此为白血病的临床治疗提供了一种新思路。

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