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胶质瘤是起源于中枢神经胶质细胞的恶性肿瘤,是颅内最常见的原发性肿瘤。手术联合术后同步放化疗是目前胶质瘤治疗的标准方案,放射治疗能够提高胶质瘤的治愈率、中位生存时间、无进展生存期及总生存期。近年来随着放射治疗技术的进展和放射生物学的深入研究,放射治疗已成为胶质瘤治疗的重要手段之一。基于胶质瘤组织学类型、组织学分级的差异,其放射治疗效果不尽相同。例如,放射治疗对不同类型胶质瘤的致死效应差异显著,尤其III-IV级星形细胞胶质瘤,单纯放射治疗敏感性差、疗效欠佳,通常以同级别或更高级别的形式复发。研究表明胶质瘤内存在低氧分压的微环境,而低氧微环境是胶质瘤对放射治疗及化疗药物产生拮抗的重要因素。高压氧是改变肿瘤组织乏氧状态的有效手段,其能够增加血液中的氧浓度,增大氧在组织中的弥散半径,从而改善肿瘤组织的乏氧微环境。因此,本研究设想是否能通过高压氧改善肿瘤组织乏氧状态,以提高胶质瘤放射敏感性,从而改善胶质瘤患者预后,拟通过本实验进行验证。目的:观察高压氧联合X线照射对人脑胶质瘤U251细胞增值活性、细胞周期分布及细胞凋亡的影响,从而探讨高压氧在提高胶质瘤细胞放射敏感性中的价值。方法:人脑胶质瘤U251细胞株经传代培养后随机分为对照组、高压氧组、不同剂量X线照射组（0、2、4、6、8Gy）、高压氧+不同剂量X线照射组（0、2、4、6、8Gy）,观察各组间细胞形态、细胞增殖活性、细胞周期分布及细胞凋亡的差异:（1）观察不同处理组细胞贴壁情况和细胞状态;（2）克隆形成实验观察各处理组细胞存活情况,通过线性二次方程拟合细胞存活曲线,并利用单击多靶模型计算放射生物学参数（D0、Dq、SER）,以评价高压氧对胶质瘤U251细胞放射敏感性的影响;（3）CCK-8法检测高压氧和不同剂量X线照射对胶质瘤U251细胞增殖能力的影响;（4）流式细胞仪（FCM法）分析高压氧联合X线照射处理对胶质瘤U251细胞周期分布、细胞凋亡的影响。结果:（1）细胞培养24h、48h、72h后细胞计数在高压氧+X线照射组[（1.04±0.13）×106、（0.36±0.06）×106、（0.08±0.04）×106]显著低于单纯X线照射组[（1.94±0.09）×106、（0.79±0.09）×106、（0.43±0.10）×106]（P<0.05）;（2）单纯X线照射（0、2、4、6、8Gy）组U251胶质瘤细胞存活分数（SF）分别为1.000±0.000、0.660±0.021、0.424±0.040、0.301±0.047及0.075±0.010,而高压氧+X线照射（0、2、4、6、8Gy）组U251胶质瘤细胞存活分数（SF）分别为0.750±0.023、0.319±0.025、0.235±0.020、0.109±0.025和0.019±0.015,高压氧联合不同剂量X线照射组细胞存活分数显著低于单纯不同剂量X线照射组（P<0.05）;X线照射组、“高压氧+X线照射组”的D0、SF2分别为4.01、2.64和0.660、0.319,“高压氧+X线照射组”增敏比为SER（D0）1.52、SER（Dq）2.02,提示高压氧能明显增强胶质瘤U251细胞的放射敏感性;（3）单纯X线照射（2、4、6、8Gy）组U251胶质瘤细胞增值抑制率分别为0.1026、0.1530、0.2157和0.2327,高压氧+X线照射（2、4、6、8Gy）组U251胶质瘤细胞增值抑制率分别为0.2039、0.2622、0.3143和0.3360,两组间比较有显著性差异（P<0.05）;（4）G2/M期细胞百分率在高压氧组（22.36±0.91）、高压氧+X线照射组（26.70±2.46）均显著高于对照组（11.56±2.01）（P<0.05）,而单纯X线照射组与对照组间G2/M期细胞百分率无统计学差异（P>0.05）;且G2/M期细胞百分率在高压氧+X线照射组显著高于X线照射组（P<0.05）,而高压氧+X线照射组与高压氧组间G2/M期细胞百分率无统计学差异（P>0.05）;（5）X线照射组、高压氧组、高压氧+X线照射组及对照组的U251胶质瘤细胞凋亡率分别为11.62、11.22、30.99和5.59,高压氧+X线照射组的细胞凋亡率均明显高于单纯X线照射组、单纯高压氧组及对照组。结论:（1）高压氧可使胶质瘤U251细胞活性降低并抑制其增殖;高压氧联合X线照射可提高放射线对胶质瘤U251细胞增殖的抑制率和细胞凋亡率,从而起到放射增敏的作用;（2）高压氧通过诱导胶质瘤U251细胞周期阻滞于G2/M期,而G2/M期细胞对放射线高度敏感,从而阐明了高压氧提高放射敏感性的初步机制。