魏华江 林红 李晓原
（广东药学院物理学教研室，中山医科大学第一附属医院心内科，中山医科大学激光医学研究室）

　　关键词　激光　肿瘤　细胞凋亡　生物刺激作用　肿瘤激光光动力治疗

　　20多年前，针对多种肿瘤动力学研究中出现的细胞自然丢失现象，提出了细胞凋亡（Apoptosis．AP）理论，近年来，细胞凋亡在医学细胞生物学界倍受关注，成为研究的热点之一。脊椎动物青蛙演变过程中蝌蚪尾巴的自然脱落和消失，成年哺乳类动物中增殖快的小肠隐窝上皮细胞在数量上保持平衡等，是正常组织中产生凋亡的例子。细胞凋亡是由于各种外界刺激引起细胞死亡的形态学特征，与细胞正常分化过程中引起的细胞数减少--程序性细胞死亡（Programmed　cell　death，PCD）有所区别，PCD是一种细胞生理性死亡，但是往往将这两个名词不严格加以区别而互相通用。细胞死亡有细胞凋亡和坏死两种方式，它们具有不同的发生机制、形态学特点和生物化学特征。细胞凋亡的典型特点是：细胞首先变圆，失去微绒毛，胞浆浓缩，内质网扩张呈泡状，核染色质凝聚在核膜周边形成半月形的高密度区，进而胞膜内陷，细胞自行分割成有膜包裹的凋亡小体。其另一显著特征是细胞膜始终保持完整性，而坏死细胞由于细胞膨胀在早期就失去了膜完整性。现在流式细胞计（FIow　cytometer，FCM）已成为定量分析细胞凋亡的主要技术之一，通常单参数DNA分析可用来识别细胞凋亡、亚二倍体（Subdiploid）和正常细胞。细胞凋亡群体FCM分析的主要问题是区分细胞凋亡和细胞碎片。引起细胞凋亡的因素很多，近年来，许多研究发现低强度激光照射以及激光光动力学作用也可以诱导细胞凋亡,并认为其可能是低强度激光照射产生临床治疗作用的基础。本文拟从细胞凋亡这一角度做一概述和探讨。
　　1、低强度激光的生物刺激作用诱导细胞凋亡
　　低强度激光的生物刺激作用已被众多事实所证实，但其机理尚未清楚。近年来，许多研究揭示细胞凋亡可能在低强度激光生物效应中起着重要作用。有文献报道，以0.5%血清培养血管平滑肌细胞（Smooth　muscle cello,SMC）自发性凋亡的发生率为1%~3%。以1%血清培养SMC，未观察到自发性凋亡现象，而用510nm铜蒸汽激光照射后，能量密度为50J/cm2和75J/cm2组的凋亡率分别达9.4%和6.1%,能量密度100J/cm2的照射剂量能诱导出较高的SMC细胞凋亡率,表明SMC凋亡确实与激光作用有关。关于激光诱导细胞凋亡的作用机制所知甚少。有研究发现，紫外段激光诱导细胞凋亡的效应与直接损伤DNA有关。而红外段激光的作用与热损伤有关。细胞凋亡是由于钙离子、镁离子依赖的细胞内源性核酸内切酶的激活，细胞内长链DNA分子被内切酶切断而降解，形成分子量不一的小片段，当细胞用70%的乙醇固定后，经充分漂洗使细胞内DNA小片段游离出来，细胞的DNA含量减少。Karu等。用氦氖激光照射人外围血淋巴细胞，激光剂量为56J/cm2,发现激光照射后2 min内细胞内的[Ca2 ]，照射激光组比对照组增加2~3倍。也有研究发现，用氦氖激光照射30 min，激光剂量达到8.414~8.593J/cm2就出现细胞凋亡，可能因为激光光强呈高斯分布，光束中心的光密度比较强，首先出现细胞凋亡。随着激光照射时间延长，照射剂量的增加，细胞凋亡数所占比例逐渐递增，照射到120 min时，激光剂量达到33.655~34.371J/cm2,细胞凋亡增加到13.64%,表现在其DNA直方图上可见亚二倍体峰升高。也有研究报道，以功率为11.3mW、能量密度为103.6J/cm2、波长为632.8　nm的氦氖激光照射离体小鼠胸腺细胞120min后，用透射电镜观察发现在同一标本中正常、早期凋亡、晚期凋亡和坏死细胞的超微结构形态特征并存，用流式细胞计分析则显示胸腺细胞可分活细胞、早期凋亡细胞和坏死细胞三群，用这两种检测技术均证实低功率He~Ne激光照射可诱导细胞凋亡。
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