乳腺癌是中年妇女最常见的恶性肿瘤之一,其发病率和死亡率呈逐年上升趋势,而目前的手术、放疗、化疗和内分泌治疗等传统治疗手段都存在不足,难以从根本上治愈乳腺癌,因此,探索新型乳腺癌治疗手段是当今生命科学和医学界研究的热点和亟待解决的问题。声动力学疗法(Sonodynamic therapy, SDT)是在光动力学疗法基础上发展起来的一种新型抗癌疗法,主要利用超声作用于富集在肿瘤部位的声敏剂,通过特异性地杀伤肿瘤细胞而达到治疗肿瘤的目的。SDT的显著优点在于其靶向性好和毒副作用小,且安全性高,因此SDT抗肿瘤效应研究具有重要的理论意义和潜在的临床应用价值。本课题组在SDT研究中发现,原卟啉Ⅸ(ProtoporphyrinⅨ, PpⅨ)作为血卟啉衍生物的一种有效成分,其结合超声可以诱导肿瘤细胞凋亡、周期阻滞及引发自噬等现象。但是由于肿瘤细胞的异质性、超声强度的敏感性以及声敏剂的有效性不同,导致了SDT抗癌系统的复杂性和多因素性,增加了SDT研究开展的困难。目前,SDT抗肿瘤效应的机制研究仍停留于不同假说的验证阶段,因此,深入探讨和阐明SDT抗癌的细胞分子生物学机制是推动SDT尽快应用于临床治疗的关键所在。本论文在课题组前期研究工作基础上展开,并依托教育部高等学校博士学科点专项科研基金的资助,采用超声激活不同浓度的PpⅨ处理离体培养的人乳腺癌MDA-MB-231细胞,初步研究了PpⅨ介导的SDT对MDA-MB-231细胞周期阻滞作用及其机制。本研究通过MTT法检测不同强度的超声和超声结合不同浓度PpⅨ对MDA-MB-231细胞的声动力细胞毒效应；流式细胞仪检测细胞周期的分布；western blotting检测细胞周期相关蛋白的表达,初步探讨SDT作用于MDA-MB-231细胞周期阻滞的作用机制,为SDT早日引用于临床提供理论依据。目前取得的研究结果如下：1当超声频率为1.1 MHz时,不同强度的超声对乳腺癌细胞MDA-MB-231的损伤效应具有强度依赖性：随着超声强度的增强,细胞存活率下降。当超声强度为3 W/cm2时,细胞存活率显著下降,与对照组相比具有显著性差异。2单纯PpⅨ和超声结合PpⅨ对MDA-MB-231细胞毒效应研究发现,当原卟啉Ⅸ浓度小于1μM时,单纯PpⅨ对细胞几乎没有损伤作用。当PpⅨ浓度增加到1μM时,PpⅨ明显增强了单纯超声对细胞的损伤作用,具有显著的协同效应。3不同浓度的PpⅨ及超声结合PpⅨ处理MDA-MB-231后12 h,同对照组相比,随着药物浓度的增加,单纯PpⅨ组和超声结合PpⅨ组S期比例都逐渐上升,当PpⅨ浓度为10μM时,单纯PpⅨ组S期细胞分布的比例由对照组的42.81%上升至52.83%,超声结合PpⅨ组组S期细胞分布的比例由对照组的47.86%上升至61.53%。处理24 h后,仍表现为S期阻滞,当即Ⅸ浓度为10μM时,单纯PpⅨ组S期细胞分布的比例由对照组的44.35%上升至52.89%,超声结合PpⅨ组S期细胞分布的比例由对照组的45.12%上升至59.52%。处理48 h后,随着PpⅨ浓度的增加,同对照组相比,细胞周期的分布没有明显的变化。结果提示,一定浓度的PpⅨ抑制乳腺癌细胞株MDA-MB-231的生长,可能是将细胞周期阻滞在S期,进一步抑制了细胞的生长。4不同浓度的PpⅨ作用于人乳腺癌细胞MDA-MB-231后,western blotting结果显示只有p21明显上调,而其他蛋白p53、puma、CDK2等并没有明显变化；PpⅨ-SDT作用于MDA-MB-231后,p21、p53和puma表达都上调,而CDK2变化不大。