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基于ROS治疗肿瘤是抗癌的一种新思路,目前被认为有可能成为肿瘤治疗的一种基本手段。与正常细胞相比,肿瘤细胞处于相对较高的氧化还原态,因此通过升高细胞ROS水平(促进ROS生成或/和抑制ROS清除)可使肿瘤细胞先于正常细胞达到ROS死亡阈值,进而死亡。在基于ROS的治疗假说中,ROS被认为是一种选择性杀伤肿瘤细胞的有效手段。剂量-效应关系是药物治疗学中最基本的治疗原则,而ROS剂量与细胞毒性之间是否存在剂量-效应关系,目前尚无报道。因此,我们开展该项研究进行ROS与其剂量效应关系的探讨。在本研究中,我们随机选择了4种肿瘤细胞系(4T1、Bcap37、Hela、HepG2)和4例原代结直肠肿瘤细胞,利用不同氧化还原剂改变肿瘤细胞ROS水平,研究ROS改变对肿瘤细胞生长增殖的影响,进而分析ROS水平与其细胞毒性之间的相关性。结果发现,异硫氰酸苯乙酯(PEITC)和荜茇酰胺(PL)在升高肿瘤细胞ROS水平的同时导致细胞死亡；而与PEITC和PL相比,乳酸(LA)引起更高的ROS水平却不杀伤细胞；L-丁硫氨酸-亚砜亚胺(L-BSO)比PEITC、PL能更有效地降低细胞内GSH含量、更显著地升高ROS水平,却允许细胞进行性增殖。这些结果提示肿瘤细胞增殖或死亡与ROS水平高低或GSH含量多少之间无明显相关性。为进一步验证细胞死亡与ROS是否相关,我们通过还原剂氮乙酰半胱氨酸(NAC)和SOD-CAT类似物(EUK8、EUK134)降低PEITC、PL等药物升高的ROS后,观察细胞增殖或死亡情况。实验结果表明NAC (4mM)可逆转PEITC、多柔比星(Dox)或三氧化二砷(ATO)升高的ROS,但不能阻断它们导致的细胞死亡；而相反,NAC (4mM)不能逆转PL升高的ROS,却可完全阻断其导致的细胞死亡；EUK8、EUK134均可逆转上述药物升高的ROS,但均不能阻断药物导致的细胞死亡。这说明细胞死亡与否与ROS高低之间不存在相关性。最后,我们在原代结直肠肿瘤细胞中发现,LA在显著升高肿瘤细胞ROS水平的同时并不杀伤肿瘤细胞；而与LA相比,PEITC、PL或ATO升高的ROS水平相对较低,但均导致细胞死亡。综上所述,本研究发现ROS水平与其细胞毒性之间无明显的剂量-效应关系,如果ROS是导致细胞死亡的直接原因,它就应该符合药物治疗中最基本的剂量-效应关系原则。这是基于ROS治疗肿瘤中亟待解决的关键问题。