היישום החדש של Jet פלזמה הלחץ האטמוספרי כסוכן נוירו-מגן נגד גלוקוז הנוצרות על-ידי מניעת פגיעה בתאי SH-SY5Y
Summary
פרוטוקול של יישום neuroprotective לחץ אטמוספירי במינון נמוך טיפול פלזמה על גלוקוז הנוצרות על-ידי מניעת פציעות SH-SY5Y.
Abstract
המטוס פלזמה הלחץ האטמוספרי (APPJ) משכה את תשומת לבם של חוקרים רבים מתחומים רבים בשנים האחרונות מכיוון את פליטות כוללות מספר סוגים של חנקן ונבדקים מינים (האחיות המוסמכות) ועוד מינים חמצן תגובתי (ROS). המחקר הקודם שלנו מראה את השפעת cytoprotective APPJ נגד פציעות מפגינות חמצוני. מטרת המחקר הנוכחי היא לספק נתונים היסטוריים במבחנה פרוטוקול הטיפול בנוגע ליישומים neuroprotective של הליום APPJs על גלוקוז הנוצרות על-ידי מניעת פגיעה בתאים SH-SY5Y. הקו התא האנושי נגזר נוירובלסטומה SH-SY5Y נשמר בינוני RPMI 1640 בתוספת 15% עגל עוברית סרום. המדיום תרבות ואז שונה RPMI 1640 ללא גלוקוז לפני הטיפול APPJ. לאחר דגירה 1 h בחממה התא, התא הכדאיות נקבע באמצעות תא סופר קיט 8. התוצאות הראו, לעומת הקבוצה מניעת גלוקוז, תאים שטופלו APPJ הציג הכדאיות תא ולעלייה משמעותית באופן תלוי מינון, עם 8 s/ובכן התבונן מן המינון האופטימלי. בינתיים, זרימה הליום לא היתה השפעה על ירידת ערך התא הנוצרות על-ידי מניעת גלוקוז. התוצאות שלנו הצביעו על כך APPJ שעלול לשמש כשיטת טיפול למחלות במערכת העצבים המרכזית הקשורות גלוקוז מניעת. פרוטוקול זה יכול לשמש גם יישום cytoprotective עבור תאים אחרים עם מגבלות שונות, אבל צריך להיות והשתלב את תרבית תאים והתנאים טיפול APPJ, מינון הטיפול חייב להיות נמוך יחסית.
Introduction
המוח למבוגרים משתמשת באופן כמעט בלעדי גלוקוז כמו מצע לחילוף חומרים של אנרגיה בתנאים פיזיולוגיים רגילים. המוח האנושי מהווה רק 2% ממשקל הגוף, אך צורכת כ- 25% של הגלוקוז הכולל בתוך הגוף1. זה מתועד היטב את תפקוד מטבוליזם הגלוקוז הוא אחד השינויים הפתולוגיים העיקריים במהלך שבץ איסכמי, מחלות ניווניות שונות, כולל מחלת אלצהיימר (AD), מחלת הנטינגטון (HD) של מחלת פרקינסון (PD) 2,3. חוסר גלוקוז ספיגת הגלוקוז לקוי או זרחון חמצוני ניתן משפיע ישירות על ייצור ATP, נוסף לגרום מוות תאי העצבים, אשר עלולה להגביר את הסיכון של תפקוד עצביים, מציעה את הכדאיות בשמירה על התא או עיכוב תא פגיעה לאחר גלוקוז מניעת עשויה להיות גישה סבירה לטיפול במחלות אלה. החקירה של אפקטים neuroprotective באמצעות גלוקוז אפנון, התמקדות סוכנים אנטי דלקתיות, יון ערוץ מאפננים, לוכדי רדיקלים חופשיים, הגורמים neurotrophic, וכו היה מעניין. עם זאת, התרגום של גישות אלה neuroprotective מן הספסל הקלינית לא היה מוצלח4.
לחץ אטמוספירי פלזמה מטוסי (APPJs) הם סוג חדש של טכנולוגיה פריקה גז בטמפרטורה נמוכה עם אווירה אשר משכה את תשומת לבם של חוקרים רבים מתחומים רבים בשנים האחרונות. APPJs שימשו במשך עשרות שנים בתוך יישומים ביו שונים כגון טיפול תאי סרטן, איון חיידקי, קרישת דם, ריפוי הפצע, תרופה דרך הפה, ועוד5,6, בשל את פליטות סוגי מרובים של חנקן ונבדקים מינים (האחיות המוסמכות) ושל מינים חמצן תגובתי (ROS) (איור 1)7. יישומים ביו-רפואה פלזמה הקודם התמקד בעיקר לחץ חמצוני ו/או nitrative על חיידקים, תאים ורקמות8. עם זאת, APPJ יכול להיות גם “חרב פיפיות” מאז האחיות המוסמכות ואת ROS חשוב מולקולות איתות תאיים הקשורים pathophysiological תהליכים פיזיולוגיים רבים9. תחמוצת החנקן (NO) משחקת תפקיד כפול של גוף האדם, ובמיוחד מערכת העצבים המרכזית (CNS) ופקדי מגוון רחב של תהליכים ביולוגיים. רמות נמוכות של לא הראו פעילותם neuroprotective בשני במבחנה ויוו באמצעות אות מספר מסלולים10. המחקר הקודם שלנו דיווח ההליום APPJ-induced הייצור לא היה מעורב השפעת neuroprotective APPJ נגד פציעות מפגינות חמצוני11. עם זאת, השפעת APPJs על פציעה אחרת לא דווחו. לכן, מטרת המחקר הנוכחי היא לספק פרוטוקול טיפול במבחנה בנוגע ליישומים neuroprotective של הליום APPJ על גלוקוז הנוצרות על-ידי מניעת פגיעה בתאים SH-SY5Y. שונה ממחקרים קודמים, פרוטוקול שלנו בשימוש טיפול במינון נמוך פלזמה ליישומים neuroprotective ללא ההשלכות של פציעות מופרז פלזמה-induced, המציין כי הטיפול APPJ שעלול לשמש בתור רומן “לא תורם סמים “למחקר עתידי, אפילו לתרגום קליניים. פרוטוקול זה הוצעה גם לשמש יישום cytoprotective עבור סוגי תאים אחרים עם מגבלות שונות, אבל התנאים טיפול APPJ צריך להיות מותאם מחדש, מינון הטיפול חייב להיות נמוך יחסית.
Protocol
Representative Results
Discussion
SH-SY5Y התאים הם קו תא אנושי נגזר נוירובלסטומה, נמצאים בשימוש נרחב כמודל תאים מתאים עבור מחקרים במבחנה על neurotoxicity או neuroprotection12. שורת התאים SH-SY5Y היה רגיש לתנאי מחסור גלוקוז. תא הכדאיות ירד כמעט 50% לאחר מניעת גלוקוז 1 h, אשר הוא מצב הכדאיות תא אופטימלית ללימודי pharmacodynamics. יתר על כן, …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי קרן החדשנות של המכון נוירוכירורגיים בייג’ינג (2014-11), הלאומית למדע הטבע של סין (‘ קט ‘ 11475019 ו- 81271286) וקרן מדעי הטבע בייג’ינג (מספר 7152027).
Materials
| SH-SY5Y cell line | China Center for Type Culture Collection | 3111C0001CCC000026 | |
| RPMI 1640 medium | Thermo Scientific | 21875091 | stored at 4 °C |
| RPMI 1640 medium no glucose | Thermo Scientific | 11879020 | stored at 4 °C |
| fetal calf serum | Thermo Scientific | 16000044 | stored at -20 °C |
| tripsin-EDTA solution | Solarbio | T1300 | stored at 4 °C |
| 96 wells plate | corning | 3599 | |
| Cell Counting Kit-8 (CCK-8) | Dojindo Laboratories | CK04 | stored at 4 °C |
| microplate reader | Tecan | M200 Pro | for measuring the absorbance at 450 nm |
| High – voltage Power Amplifier | Trek | PD06087 | for amplifing the power |
| Function Signal Generator | MaZe Electronics Science&Technology | AT30120 | for providing the specific signal |
| High – Voltage Probe | Tektronix | P6015A | for detecting high voltage |
| Digital Oscilloscope | Tektronix | DPO4104B | for displaying the signal |
References
- Yang, S. H., et al. Alternative mitochondrial electron transfer for the treatment of neurodegenerative diseases and cancers: Methylene blue connects the dots. Prog. Neurobiol. , (2015).
- Bhat, A. H., et al. Oxidative stress, mitochondrial dysfunction and neurodegenerative diseases; a mechanistic insight. Biomed. Pharmacother. 74, 101-110 (2015).
- Bullon, P., Newman, H. N., Battino, M. Obesity, diabetes mellitus, atherosclerosis and chronic periodontitis: a shared pathology via oxidative stress and mitochondrial dysfunction?. Periodontol. 2000. 64 (1), 139-153 (2014).
- Sutherland, B. A., et al. Neuroprotection for ischaemic stroke: translation from the bench to the bedside. International Journal of Stroke. 7 (5), 407-418 (2012).
- Yan, D., et al. Principles of using Cold Atmospheric Plasma Stimulated Media for Cancer Treatment. Scientific Reports. 5 (5), 18339 (2015).
- Lu, X., Laroussi, M., Puech, V. On atmospheric-pressure non-equilibrium plasma jets and plasma bullets. Plasma Sources Science & Technology. 21 (3), 034005 (2012).
- Lu, X., et al. Reactive species in non-equilibrium atmospheric-pressure plasmas: Generation, transport, and biological effects. Phys. Rep. 630, 1-84 (2016).
- Lu, X., Naidis, G. V., Laroussi, M., Ostrikov, K. Guided ionization waves: Theory and experiments. Phys. Rep. 540 (3), 123-166 (2014).
- Di, M. S., Reed, T. T., Venditti, P., Victor, V. M. Role of ROS and RNS Sources in Physiological and Pathological Conditions. Oxid. Med. Cell Longev. 2016 (22), 1245049 (2016).
- Contestabile, A., Ciani, E. Role of nitric oxide in the regulation of neuronal proliferation, survival and differentiation. Neurochemistry International. 45 (6), 903-914 (2004).
- Yan, X., et al. Protective effect of atmospheric pressure plasma on oxidative stress-induced neuronal injuries: an in vitro study. J. Phys. D: Appl. Phys. 50 (9), 095401 (2017).
- Xie, H. R., Hu, L. S., Li, G. Y. SH-SY5Y human neuroblastoma cell line: in vitro cell model of dopaminergic neurons in Parkinson’s disease. Chin. Med. J. 123 (8), 1086-1092 (2010).
- Tsutsui, C., et al. Treatment of cardiac disease by inhalation of atmospheric pressure plasma. Japanese Journal of Applied Physics. 53 (6), 060309 (2014).
- Graves, D. B. Low temperature plasma biomedicine: A tutorial review. Physics of Plasmas. 21 (8), 104-117 (2014).
