实验研究
二甲基亚砜对体外培养眼组织细胞的毒性作用
中华实验眼科杂志, 2015,33(3) : 216-220. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-0160.2015.03.006
摘要
背景

二甲基亚砜(DMSO)是常用的药物助溶剂,但DMSO体积分数较高时对细胞有毒性,可能影响对受试药物的正确评价,所以确定不同眼组织细胞对DMSO的敏感性十分重要。

目的

探讨DMSO对体外培养的多种眼组织细胞的最小毒性体积分数,为眼部药物的体外筛选提供依据。

方法

采集青紫蓝兔的视网膜色素上皮(RPE)细胞进行培养,并利用免疫组织化学法进行鉴定。分别对人视网膜色素上皮细胞株(ARPE19)、巩膜成纤维细胞(S75-Fron)、Müller细胞(MIO-M1)、人晶状体上皮细胞(HLEC)、人眼葡萄膜黑色素瘤细胞(OCM-1)、人脐静脉血管内皮细胞(HUVEC)进行体外培养。取160 μl DMSO溶液和9.84 ml含体积分数2%胎牛血清(FBS)的RPMI1640或DMEM/F12或DMEM培养液配制体积分数分别为1.6%、1.0%、0.8%、0.4%、0.2%和0.1% DMSO的RPMI1640、DMEM/F12和DMEM培养液,在培养的各种细胞中分别加入不同体积分数的DMSO培养液作用96 h,采用MTS法检测各组细胞的吸光度(A)值。

结果

培养的兔原代RPE细胞对细胞角蛋白(CK)和HMB45呈黄绿色荧光,细胞质和细胞核内S100阳性反应呈红色荧光。随着DMSO体积分数的增加,各细胞活性(A值)逐渐降低,随着DMSO体积分数的增加,ARPE19、S75-Fron、HLEC、OCM-1、HUVEC和原代RPE细胞活性(A值)均明显下降,差异均有统计学意义(均P<0.05),当DMSO体积分数≥0.8%时,RPE细胞活性均明显低于空白对照组,差异均有统计学意义(均P<0.05),但MIO-M1细胞株活性的差异无统计学意义(F=0.830,P=0.547)。DMSO对ARPE19、HUVEC、HELA、HLEC、MIO-M1、OCM-1、原代RPE细胞和S75-Fron细胞最低有毒体积分数分别为0.8%、0.1%、0.8%、>1.6%、>1.6%、0.2%、0.2%和0.2%,HUVEC对DMSO的毒性最敏感,在0.1%DMSO情况下即显示出毒性(P=0.02),而MIO-M1细胞在1.6% DMSO的情况下仍未显示出毒性作用(P=0.39)。HUVEC和原代RPE细胞活性随DMSO体积分数的增加而下降,S75-Fron细胞活性在DMSO体积分数为0.1%时开始下降,之后虽然DMSO体积分数增加,但细胞活性保持平稳,当DMSO体积分数增至1.6%时,S75-Fron细胞活性进一步下降,MIO-M1细胞活性在不同体积分数的DMSO组无明显变化。

结论

DMSO在体外实验中的细胞毒性随体积分数的增大而增强,在达到助溶效果的情况下应选用最小体积分数的DMSO,同时设与样品中DMSO相同体积分数的DMSO对照。

引用本文: 赵春晖, 兰碧菲, 侯江平, 等.  二甲基亚砜对体外培养眼组织细胞的毒性作用 [J] . 中华实验眼科杂志, 2015, 33(3) : 216-220. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-0160.2015.03.006.
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眼组织细胞的体外培养是进行药物筛选的重要步骤,也是进入临床前期药物筛选经济而有效的手段。然而,离体培养的细胞与体内细胞有诸多不同之处,如离体培养的细胞对接触更加敏感[1],此外药物溶解不完全或样品中有微小药物颗粒时与细胞接触可能会引发细胞毒性[2]。临床工作中发现,眼后节疾病常为慢性、顽固性疾病,因此用长效缓释药物疗效更好,而此类药物,如曲安奈德、雷帕霉素、他克莫司和多数非甾体类抗炎药的水溶性较差[3,4,5,6]。在开发新药和改良现有药物剂型时,均需要使用助溶剂充分溶解药物,以便进行体外细胞的筛选实验。助溶剂应满足对样品的溶解效果好、与培养液有良好的互溶性、在一定的体积分数内对实验细胞无明显毒性等前提条件。二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)是常用的脂溶性药物的有机助溶剂[7],也是一种渗透性保护剂,能降低细胞的冰点,减少冰晶在细胞内的形成,减轻自由基对细胞的损害,改善生物膜对电解质、药物、毒物和代谢产物的通透性,体积分数10%DMSO可用于细胞的超低温快速冷冻,但与细胞的接触时间必须很短,否则细胞活性明显下降[8],对生物体有毒性作用[9]。眼组织细胞在增生、分化等方面均有别于其他体细胞,且眼部不同细胞间也各具特性[10],目前关于DMSO对眼组织细胞体外生长影响的研究报道少见。本实验观察DMSO对体外培养的眼组织细胞生长和活力的影响,并分析DMSO的量效关系。

 
 
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