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目的:探讨新型酞菁类光敏剂ZnPcH1介导的光动力疗法(ZnPcH1-PDT)对急性白血病(acute leukemia, AL)细胞株的杀伤作用,为PDT应用于AL自体骨髓体外净化提供理论依据。方法:以人急性T淋巴细胞白血病Jurkat细胞株和人急性红白血病HEL细胞株作为研究对象,研究ZnPcH1-PDT对AL细胞株的杀伤作用。4×106/ml的细胞分别与终浓度为0.125、0.25、0.5、1.0μmol/L的ZnPcH1共孵育5h,用670nm的激光以38.3mW/cm2的功率密度、1.9J/cm2的能量密度照射,同时设立RPMI 1640空白对照组、光敏剂对照组、光对照组,以排除单纯ZnPcH1或单纯光照因素对AL细胞的作用。首先采用台盼蓝拒染法、MTT比色法和集落形成实验等方法检测ZnPcH1-PDT对Jurkat细胞和HEL细胞增殖能力的抑制作用;接着应用AO/EB荧光染色法、DNA片段化分析、Annexin-VFITC/PI双染流式细胞术等方法分析PDT作用后Jurkat细胞和HEL细胞的死亡方式;最后,运用Western blot方法检测PDT作用后AL细胞株Akt蛋白、磷酸化Akt蛋白(P-Akt)、P-GSK3β蛋白、P53蛋白、Bax蛋白、热休克蛋白70(Heat Shock Protein 70,HSP70)和Bcl-2蛋白等表达的变化,旨在初步探讨PDT杀伤AL细胞株的分子机制。结果:①台盼蓝拒染法、MTT比色法和集落形成实验结果均显示ZnPcH1-PDT对Jurkat细胞和HEL细胞有显著杀伤作用,PDT对细胞增殖的抑制作用随着光敏剂ZnPcH1浓度(0.125、0.25、0.5、1.0μmol/L)的增加而增强(p﹤0.01);而光对照组、光敏剂对照组的细胞增殖活力与RPMI 1640空白对照组相比无显著性差别。②AO/EB荧光染色法显示在PDT作用后6h,Jurkat细胞与HEL细胞的形态开始改变。随着时间延长,细胞大小、形态的不均一性逐渐明显;胞核呈致密浓染或碎片黄绿色荧光,凋亡细胞逐渐增加。Jurkat细胞的形态变化较HEL细胞更为显著:在PDT作用后24h,Jurkat细胞可见较多的发出黄绿色荧光的细胞核或核碎片,即晚期凋亡的坏死细胞;在作用后36h,镜下所见到的均是坏死细胞;荧光显微镜下计数结果显示:PDT作用后6h、12h、24h、36h的4个时间点,Jurkat细胞中凋亡细胞所占的比例分别是21.4±2.3%、57.4±1.3%、7.4±1.1%、0.8±0.4%,坏死细胞所占的比例分别是10.3±1.5%、15.5±2.3%、71.5±2.4%、97.3±1.3%;HEL细胞中凋亡细胞所占的比例分别为12.9±1.9%、14.5±1.4%、21.1±1.0%、23.4±0.6%,坏死细胞所占的比例分别是2.3±0.6%、7.1±1.5%、8.1±1.6%、20.3±0.4%。③DNA电泳结果显示:ZnPcH1-PDT作用后6h,Jurkat细胞就开始出现典型的DNA降解“梯状”条带;而HEL细胞在PDT作用后12h,才开始出现“梯状”条带。④Annexin-VFITC/PI双染法流式术结果显示PDT作用后细胞发生凋亡,且凋亡率呈时间(6h、12h、24h、36h)依赖性增高:ZnPcH1-PDT作用后6h、12h、24h、36h,Jurkat细胞的凋亡率分别为30.69±4.44%、36.59±4.09%、40.63±4.18%、54.84±4.61%;HEL细胞的凋亡率分别为20.76±4.34%、27.78±4.48%、39.66±4.28%、51.75±5.06%。⑤Western blot的检测结果显示:在Jurkat细胞中,PDT处理后6h,HSP70蛋白、抗凋亡蛋白Bcl-2和P-GSK3β蛋白表达下调;PDT处理后12h,Akt蛋白、P-Akt蛋白的表达开始下调;PDT处理后24h,促凋亡P53蛋白和Bax蛋白表达开始上调。在HEL细胞中,PDT处理后6h,Bcl-2蛋白就表达下调;PDT处理后12h,P53和Bax蛋白表达上调;PDT处理后24h,Akt蛋白、P-Akt和HSP70蛋白表达下调,P-GSK3β蛋白的表达未见明显改变。结论:ZnPcH1-PDT能明显抑制Jurkat细胞和HEL细胞的增殖,并诱导其发生凋亡,其间伴随着促凋亡蛋白P53、Bax表达上调,细胞保护蛋白HSP70及抗凋亡蛋白Bcl-2表达下调,同时还伴随Akt蛋白表达下调及Akt、GSK3β的磷酸化过程受抑。而且,Jurkat细胞较HEL细胞对ZnPcH1-PDT更为敏感。本研究成果将为ZnPcH1-PDT应用于AL自体骨髓体外净化提供新的理论依据。