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背景:骨肉瘤(osteosarcoma,OS)是儿童和青少年人群中最常见的非血液学恶性骨肿瘤,发病快,死亡率高。传统的外科治疗手段,如肢体离断术,虽然可以解除患者疼痛,改善生活质量,但同时也给患者带来了严重的身体伤害和巨大的精神压力。尽管化疗药物治疗也在不断改善和提高,但是患者的远期转移率仍高达80%,且5年生存率仍难令人满意。近年来,随着新兴治疗方法的不断发展,物理治疗手段越来越受到大家重视,并开展了一系列的深入研究。极低频电磁场(ELF-EMF)与肿瘤治疗的关系成为目前研究的热点,从现有的研究成果来看,它在临床肿瘤学研究方面显示出了巨大的潜力。近期的研究结果表明,特定频率和强度的电磁场有抑制肿瘤生长的作用。因此,本课题组拟将体外人骨肉瘤细胞系SOSP-9607-F4(以下简称为F4细胞)做为研究对象,并将其暴露在多组不同频率、不同强度的脉冲电磁场中,通过观察细胞增殖、细胞凋亡、细胞周期、侵袭能力等变化来筛选出最佳的电磁“窗口”,即对F4细胞作用明显的电磁场参数,并作为后续动物实验和具体分子机制研究的电磁场数据依据,该课题组得到了国家青年科学基金项目的资助(61102029)。在我们的实验研究中,我们建立了磁场实验组(ELF-EMF组)和同等条件下的对照组,磁场辐照完成后,采用MTT比色法检测吸光度(OD值),整理数据并采用科学的统计方法进行数据分析,筛选出两组抑制F4细胞增殖明显的电磁参数,这也证实了特定频率和强度的电磁场参数对F4细胞的影响。根据初步筛选出的两组参数,重新设立磁场实验组和对照组,采用相同的辐照时间,辐照完成后对各组的细胞样本分别进行细胞凋亡检测,细胞周期检测以及侵袭能力检测。根据检测结果的统计学分析,最后筛选出对人OS细胞作用明显的一组参数。综合以上实验及检测结果,我们得出了结论,即特定频率、强度的ELF-EMF对体外F4细胞的细胞增殖具有一定的抑制作用、诱导细胞凋亡、影响细胞周期及降低侵袭能力。我们通过目前实验获得了一些数据,并得出理想的结论,本课题组的后续实验研究还很多,包括磁场辐照下的动物模型制作及具体分子机制变化研究。实验一极低频电磁场对体外人骨肉瘤细胞增殖的影响及参数的初步筛选目的:通过建立ELF-EMF实验组及对照组,检测两组F4细胞增殖变化,观察细胞形态变化及数量差异,筛选出两组抑制结果明显的ELF-EMF参数。方法:正常细胞培养条件下培养F4细胞,按照不同磁场频率5 Hz、15 Hz、30 Hz、40 Hz、50 Hz依次划分为A~E五组,每组按照不同磁场强度0.1 m T、1 m T、5 m T、10 m T进行辐照,每天辐照3小时,连续辐照3天。辐照完成后,采用四甲基偶氮唑蓝比色法检测各组细胞样本增殖变化,对吸光度(OD值)进行整合分析,并进行合理的统计学处理,初步筛选出两组结果差异明显的磁场组。结果:频率为15 Hz,强度为0.1 m T ELF-EMF较其他磁场组和对照组所得结果差异明显(P<0.05);频率为50 Hz,强度为1 m T的ELF-EMF较其他磁场组和对照组所得结果差异明显(P<0.05)。结论:特定频率和强度的ELF-EMF对F4细胞具有增殖抑制作用,且磁场15 Hz,0.1 m T与磁场50 Hz,1 m T对F4细胞增殖抑制作用明显。实验二极低频电磁场对体外人骨肉瘤细胞的作用研究及参数的优化目的:通过观察ELF-EMF对体外F4细胞凋亡比例、细胞周期变化及侵袭能力的影响,进一步优化ELF-EMF参数。方法:常规条件培养F4细胞,待其生长面积达到50%时,根据实验一结果重新进行磁场分组,即F组(15 Hz,0.1 m T)与G组(50 Hz,1 m T),同时设置对照组,辐照时间同上。辐照完成后,分别对各组细胞样本进行流式细胞仪检测,分析细胞凋亡比例与细胞周期变化。通过Transwell小室检测F4细胞侵袭能力,并进行结晶紫染色,显微镜下观察并计数。结果:F组、G组细胞凋亡比例高于对照组,差异具有显著性(P<0.05),有统计学意义。F组细胞周期变化较G组与对照组明显,G组与对照组则无明显变化。F组与G组穿过Transwell小室的细胞均少于对照组,以F组最少,G组次之,差异具有显著性(P<0.05)。结论:参数为15 Hz,0.1 m T的ELF-EMF可以更好地诱导F4细胞凋亡、影响细胞周期、降低细胞侵袭能力。