Name: SH SY5Y 細胞のグルコース欠乏による障害に対して神経保護剤として大気圧プラズマ ジェットの新しいアプリケーション (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-10-09T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 34 s
Description: 学ぼう、グルコース欠乏によるSH-SY5Y細胞の障害に対し、ヘリウム大気圧プラズマジェットを用いた神経保護法。低用量プラズマ処理が細胞傷害を軽減し、虚血性脳疾患治療への応用が期待されます。

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この作品は、北京脳神経外科研究所 (2014-11)、(11475019, 81271286 番) 中国国家自然科学基金、北京自然科学基金 (ナンバー 7152027) の技術革新基金によって支えられました。

1。 平衡デバイスの準備 警告: 使用前に関連するすべての材料安全データ用紙 (MSDS) を参照してください。ヒューム フードと保護具 (保護メガネ、保護手袋、白衣、等) の使用を含む、すべての実験を行う際は、適切な安全対策を使用してください。プロトコル標準セル処理テクニック (殺菌、細胞回復、細胞継、細胞凍結、細胞染色、等) が必要です。
<ol><li>内部の直径 1 mm の石英管を選択し、外径 3 mm. の両端研磨ホイルを使用して断面を滑らかにします</li>。
	<li>は、1.0 mm の直径を高電圧電極としてニッケル メッキ ステンレス鋼針を使用します。0.05 mm の曲率半径にその先端を挽く</li>。
	<li>石英チューブから 1 cm で石英管の周りラップ アルミ箔 (幅 2 mm) ノズル。アルミ箔のもう一方の端から 1 cm のステンレス製のニードル ポイントを修正します。低電圧電極としてアルミ箔のリングを使用します</li>。
</ol> 2。ジェットの買収 <ol><li>AC 信号を提供し、電源として機能する関数の信号発生器に高電圧の電力増幅器を接続します。高電圧電極に印加電圧の波形を記録するには、デジタル ・ オシロ スコープに高電圧プローブの一方の端を接続し、もう一方の端を電源装置に接続します。回路を保護するために使用 2 k &#8486; 保護抵抗として抵抗します。 図 2 に示すように、回路を接続します 。
	注意: は、高圧線を触れないで</li>。
	<li>は継続的にヘリウム (体積、99.999%) の石英管を通過し、安定した 1.4 標準リットル分 (SLM) あたりでガス流量を制御します 。
	注: 我々 は培養細胞を治療する前にフィルターを使用しないでください。実験で使用されるヘリウムの体積率は 99.999% と、ほとんどの微生物はこれらの条件の下で生きられない</li>。
	<li>は、オシロ スコープ、信号発生器、および高電圧電力増幅器の電源を入れます。5 kHz に周波数調整ノブを回します。徐々 に電圧がピーク-ピーク値の 6 kV 。
	注: ジェットは十分な長さ (約 3 cm) 針に印加する電圧のピーク-ピーク値が約 6 kV</li>。
</ol> 3。SH SY5Y 細胞の調製 15% 牛胎児血清 (FBS) <ol><li>成長 SH SY5Y ひと神経芽細胞腫由来細胞ライン RPMI 1640 年に 25 cm 2 フラスコで培。37 で 5% CO 2 と 95% 空気の入った加湿のインキュベーターで細胞を維持 ° C</li>
	<li>セル 85% 合流点に到達、慎重に培地を吸引し、セルに 1 ミリリットル 0.25% トリプシン + EDTA 0.1% を追加します</li>。
	<li>室温で後 15 のインキュベーション慎重にトリプシンを吸引し、2 mL 15% を含む RPMI 1640 を追加を中和する FBS</li>。
	<li>SH SY5Y 単分子膜が完全に切り離されてまで、井戸の底を洗うピペットを上下に優しくします</li>。
	<li>、検定によるセルをカウントし、RPMI 1640 中 +15 を追加して 2 x 10 5 セル/mL に細胞濃度を調整 %fbs、し、96 ウェル プレートの各ウェルに細胞懸濁液の転送 100 μ L.</li>
	<li>平衡治療前にセルのインキュベーターで 12 h を付けるセルを許可します</li>。
</ol> 4。SH SY5Y の平衡治療 <ol><li>調整石英ノズル間隔管と 96 ウェル プレートの配置場所 3 cm. プラットフォームによりビームが培地の表面を触れることができる 。
	注: 距離は、プレートの下からは測定できません。石英管のノズルと 96 ウェル プレートを配置するために使用するプラットフォームの間 3 cm にまず調整されます</li>。
	<li>平衡治療前に媒体を変更文化制御井戸を除く各ウェルに RPMI 1640 グルコース培地なし</li>。
	<li>平衡ノズル下プレートを置き、ジェットが各ウェルに垂直方向に撃つことができることを確認します</li>。
	<li>0 の平衡の別の井戸で扱う細胞 s、1 s、2 s、4 s、8 s と 12 s. 
	注: によってヘリウム ( 図 1) を電離平衡が生成されます。グルコース欠乏によって負傷したセルは 4 によって扱われる s と 8 s ヘリウム ヘリウムの細胞に及ぼす影響を排除するために。3 通すべての治療法を実行する必要があります</li>。
</ol> 5。セル実行可能性の試金 注: この手順では媒体を変更しないでください。
<ol><li>平衡治療後 1 h セル インキュベーターで細胞をインキュベートします</li>。
	<li>各ウェルにセルが (CCK-8) をキット-8 カウントのソリューションの追加 10 μ L.</li>
	<li>インキュベート 4 h の 37 ° C でセル 
	注: SH SY5Y 細胞株は、グルコース欠乏条件 12 に敏感です。セル実行可能性薬効学研究の最適なセル生存条件である 1 h 無グルコース後ほぼ 50% に減少します。CCK 8 細胞に細胞毒性を持たないし、セルはセル実行可能性を確認する平衡治療後別グルコース欠乏条件 4 h の CCK 8 試薬と孵化させます。8 h 無グルコース平衡治療後無グルコースの長い期間は、SH SY5Y 細胞の深刻な被害をもたらしたので、平衡の保護効果は有意。24 h グルコース欠乏 11 の後生きている細胞の証拠はない</li>。
	<li>450 で吸光度を測定マイクロ プレート リーダー nm</li>。
</ol>

<ol><li>Yang, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alternative+mitochondrial+electron+transfer+for+the+treatment+of+neurodegenerative+diseases+and+cancers%3A+Methylene+blue+connects+the+dots%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Alternative mitochondrial electron transfer for the treatment of neurodegenerative diseases and cancers: Methylene blue connects the dots.</a> Prog. Neurobiol. , (2015).</li>
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<li>Xie, H. R., Hu, L. S., Li, G. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SH-SY5Y+human+neuroblastoma+cell+line%3A+in+vitro+cell+model+of+dopaminergic+neurons+in+Parkinson%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Chin.+Med.+J%22%5BJournal%5D)">SH-SY5Y human neuroblastoma cell line: in vitro cell model of dopaminergic neurons in Parkinson's disease.</a> Chin. Med. J. 123 (8), 1086-1092 (2010).</li>
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</ol>

本稿に関連して利益相反が宣言されていません。

SH SY5Y 細胞はひと神経芽細胞腫由来細胞株で、広く神経毒性や神経保護12に関する生体外で研究の適切な細胞モデルとして使用されます。SH SY5Y 細胞株は、グルコース欠乏条件に敏感だった。細胞生存率は薬の研究の最適な細胞生存条件である 1 h グルコース剥奪後の約 50% に減少しました。また、CCK 8 試薬は、細胞に細胞毒性を持たないし、細胞生存率をチェックする平衡治療後別グルコース欠乏条件 4 h の CCK 8 試薬を添加して細胞。現在の研究では、SH SY5Y 細胞のグルコース欠乏による障害平衡の神経保護アプリケーションに関する詳細な体外治療プロトコルを提供します。
変更とトラブルシューティング CCK 8 インキュベーション時間が短い場合は各色も大幅に変更可能性があります。SH SY5Y 細胞密度がよくあたり 1 x 10 の4セル以下の場合セル無グルコースと平衡治療後に死んでいます。また、プラズマのビームが培地の表面に...

成人の脳は、ほとんど専ら通常の生理条件下でのエネルギー代謝の基板としてブドウ糖を使用します。人間の脳は体重の 2% だけを構成するが、ボディ1内全体のブドウ糖の約 25% を消費します。それも記載のグルコース代謝異常を引き起こすことが虚血性脳卒中やアルツハイマー病 (AD)、ハンチントン病 (HD)、パーキンソン病 (PD)など、様々 な神経変性疾患の中には主要な病理学的変化の一つ2,3。糖と糖取り込みや酸化的リン酸化の欠如が ATP の生産に直接影響してさらにその維持セル実行可能性を示唆している神経の機能障害のリスクを高める可能性があります、神経細胞死を誘導するか、グルコース欠乏はこれらの病気を治療するための合理的なアプローチかもしれない後細胞損傷を遅らせます。グルコース調節、抗炎症剤、イオン チャネルの変調器、フリーラジカル捕捉剤、神経栄養因子に焦点を当ててを介して神経保護効果の検討など注目されています。ただし、臨床実習にベンチからこれらの神経のアプローチの翻訳は成功4をされていません。
大気圧プラズマ ジェット (APPJs) は、近年複数の分野から多くの研究者の注目を集めている大気中低温ガス放電技術の新しい種類です。APPJs は、医療などのさまざまな癌細胞治療、細菌の不活化、血液凝固、創傷治癒、内服薬、等5,6、複数種類の排出のために何十年も使用されています。活性窒素種 (RNS) と活性酸素種 (ROS) (図 1) の7。以前のプラズマ生物医学アプリケーションは主に細菌、細胞・組織8酸化およびニトロ化ストレスに焦点を当てた。ただし、RNS と ROS は多くの生理学的および病態生理学的プロセス9に関連する重要な細胞内シグナル伝達分子であるので、平衡には「両刃の剣」可能性があります。亜酸化窒素 (NO) は、生物学的プロセスの広い範囲を制御し、中枢神経系 (CNS) を中心に、人間の体内で二重の役割を果たしています。なしの低レベルを示している神経活動両方生体外および生体内で複数の信号経路10を介して。私たちの以前の研究が最初に報告されたヘリウム平衡誘起酸化ストレス傷害11に対して平衡の神経保護効果の生産は関与していません。ただし、他の傷害の APPJs の効果は報告されていません。したがって、本研究の目的は、SH SY5Y 細胞におけるグルコース剥奪による障害で、体外治療プロトコルのヘリウム平衡神経保護アプリケーションに関するを提供することです。以前の研究とは異なり、我々 のプロトコル平衡治療が小説「ないのドナーの薬剤として潜在的に使用できるを示す過剰なプラズマ照射誘起傷害の結果なし神経保護アプリケーションの低用量プラズマ処理を使用「今後の研究と臨床の翻訳のためにも。このプロトコルも異なる障害を持つ他の細胞型の細胞保護アプリケーションとして使用することが示唆されたが、平衡治療条件を再調整する必要があり、治療線量が比較的低くする必要があります。

<table><tbody><tr><td>SH-SY5Y 細胞株</td><td>中国タイプカルチャーセンター コレクション</td><td>3111C0001CCC000026</td><td></td></tr><tr><td>RPMI 1640 培地</td><td>Thermo Scientific</td><td>21875091</td><td>4 °C;C</td></tr><tr><td>RPMI 1640 中グルコースなし</td><td>Thermo Scientific</td><td>11879020</td><td>4 °C;C</td></tr><tr><td>ウシ胎児血清</td><td>Thermo Scientific</td><td>16000044</td><td>-20 °C で保存。C</td></tr><tr><td>tripsin-EDTA溶液</td><td>Solarbio</td><td>T1300</td>を<td>4°Cで保存。C</td></tr><tr><td>96ウェルプレート</td><td>コーニング</td><td>3599</td><td></td></tr><tr><td>セルカウンティングキット-8(CCK-8)</td><td>同人堂研究所</td><td>CK04</td>は<td>4°Cで保管されています。C</td></tr><tr><td>マイクロプレートリーダー</td><td>Tecan</td><td>M200 Pro</td><td>450nm高吸光度測定</td></tr>用 <tr><td>&ndash; 電圧 パワーアンプ</td><td>トレック</td><td>PD06087</td><td></td></tr> パワー<tr><td>ファンクション 信号発生器</td><td>MaZe Electronics Science&特定の</td><td>信号を提供するための</td>テクノロジー <td>AT30120</td></tr><tr><td>High &ndash;高電圧検出用ボルテージプローブ</td><td>テクトロニクス</td><td>P6015A</td><td>デジタル</td></tr><tr><td>オシロスコープ</td><td>信号表示用</td><td>テクトロニクス</td><td>DPO4104B</td></tr></tbody></table>

sh sy5y 細胞のグルコース欠乏による障害に対して神経保護剤として大気圧プラズマ ジェットの新しいアプリケーション

New Application of an Atmospheric Pressure Plasma Jet as a Neuro-protective Agent Against Glucose Deprivation-induced Injury of SH-SY5Y Cells

大気圧プラズマ ジェット (平衡) は、その排出活性窒素種 (RNS) と活性酸素種 (ROS) の複数の種類が含まれるために、近年複数の分野から多くの研究者の注目を集めています。私たちの以前の研究では、酸化ストレス傷害に対して平衡の細胞保護効果を示しています。本研究の目的は、SH SY5Y 細胞におけるグルコース剥奪による障害にヘリウム APPJs の神経保護アプリケーションに関する詳細な体外治療プロトコルを提供することです。SH SY5Y ひと神経芽細胞腫由来細胞ラインは 15% 牛胎児血清添加 RPMI 1640 中維持されました。培養液は、平衡治療前にグルコース不含 RPMI 1640 に変更されました。セルのインキュベーターで 1 時間培養後、細胞は細胞カウント キット 8 を使用して決定されました。結果、グルコース欠乏グループと比較して、平衡細胞展示大幅に増加した細胞生存率用量依存的に 8 s/ウェルが至適投与量として観察されます。一方、ヘリウム流にはグルコース欠乏による細胞障害の影響がなかった。平衡がグルコース欠乏に関連する中枢神経系の疾患の治療法として潜在的に使用できるが示唆されました。このプロトコルは、異なる障害を持つ他のセルに胃酸アプリケーションとしても使用が、細胞培養と平衡治療条件を再調整する必要があります、治療線量が比較的低くする必要があります。

データは、少なくとも 3 つの独立実験の平均 ± SD として表されます。グループ結果を分散分析を使用している差異を分析しました。すべての解析は統計解析ソフトウェア プリズムと p を使用して行われた &lt; 0.05 だった統計的有意性のしきい値。
CCK 8 4 時間後細胞生存率を測定しました。無グルコース減少 44.1 ± 2.6% 対照群のそれに比べて SH SY5Y 細胞の図 3のように、(通常 15% を含む RPMI 1640 培地で培養した細胞 FBS)。平衡治療が 8 s/まあの最適な用量で、用量依存的に細胞生存率を大幅に増加、細胞生存率に 62.27 ± 3.1% に達した。ガスの流れはグルコース欠乏によって誘導される細胞障害 (表 1) に影響を与えなかった。

<img alt="Figure 1" class="xfigimg"...

グルコース欠乏が引き起こす SH SY5Y 傷害における低用量大気圧プラズマ処理の神経保護アプリケーションのためのプロトコル。

SH SY5Y 細胞のグルコース欠乏による障害に対して神経保護剤として大気圧プラズマ ジェットの新しいアプリケーション

The atmospheric pressure plasma jet (APPJ) has attracted the attention of many researchers from multiple disciplines in recent years because its emissions ...

この治療法の全体的な目標は、SH-SY5Y細胞のグルコース欠乏誘発性損傷に対するヘリウム大気圧プラズマジェットの神経保護アプリケーションのための詳細なin-vitro治療プロトコルを提供することです。この方法は、プラズマ医療などのプラズマ応用分野における重要な問題に役立ちます。この技術の主な利点は、一貫した治療のための以前の方法と比較して比較的低いプラズマ治療として機能することです。そして、私たち一人一人がプラズマによる過度の損傷を防ぐことができます。この技術の意味は、グルコース供給が不十分であることがこの疾患の一般的な特徴であるため、虚血性脳症例の治療にまで及びます。この方法は、血漿の新しい医療応用に関する洞察を提供することができますが、心血管系などの他のシステムでも使用できます。一般に、この方法に不慣れな個人は、治療パラメーターをさまざまなプラズマデバイスに対して再調整する必要があるため、苦労する可能性があります。まず、高電圧パワーアンプを、AC信号を提供するための電源として機能する機能信号発生器に接続します。高電圧電極に印加された電圧の波形を記録するには、高電圧プローブの一方の端をデジタルオシロスコープに接続し、もう一方の端を電源に接続します。大気圧プラズマジェット装置の石英管にヘリウムを連続的に通過させ、ガス流量を1分あたり1.4標準リットルで安定して制御します。次に、オシロスコープ、信号発生器、高電圧パワーアンプの電源を入れます。周波数調整ノブを5キロヘルツに回します。次に、電圧を徐々に上げて、ピークツーピーク値の6キロボルトにします。SH-SY5Yヒト神経芽腫由来細胞株を増殖させた後、細胞が85%のコンフルエントに達したら、細胞培地を慎重に吸引します。0.1%EDTAを含む0.25%トリプシンを1ミリリットル細胞に加えます。室温で15秒間インキュベートした後、トリプシンを慎重に吸引し、15%FBSを含むRPMI 1640を2ミリリットル加えて中和します。SH-SY5Y単層が完全に剥がれるまで、各ウェルの底を静かに上下にピペットで洗浄します。その後、血球計算盤で細胞をカウントし、15%FBSを含むRPMI 1640培地を添加して細胞濃度を調整します。次に、100マイクロリットルの細胞懸濁液を96ウェルプレートの各ウェルに移します。石英管のノズルと96ウェルプレートが配置されるプラットフォームとの間の距離を3センチメートルに調整して、ビームが培地の表面に触れることができるようにします。処理する前に、各ウェルの培地をグルコース培地を含まないRPMI 1640に交換します。次に、プレートを大気圧プラズマジェットノズルの下に置きます。次に、別々のウェルで細胞を0、1、2、4、8、および12秒間処理します。処理後、細胞を37°Cのセルインキュベーターで1時間インキュベートします。インキュベーション後、10マイクロリットルのセルカウンティングキット8溶液を各ウェルに加えます。次に、細胞を摂氏37度で4時間インキュベートします。最後に、マイクロプレートリーダーで450ナノメートルの吸光度を測定します。グルコース欠乏により、SH-SY5Y細胞の生存率は対照群と比較して44.1±2.6%に低下しました。大気圧プラズマジェット処理は、ウェルあたり8秒の最適な用量で、用量依存的に細胞生存率を大幅に向上させました。また、細胞生存率は62.27プラスマイナス3.1%に達しましたガスフローは、グルコース欠乏による細胞障害に影響を与えませんでした。このテクニックを習得すると、適切に実行すれば30時間で完了します。この手順を試行する際は、使用前にすべての製品安全データシートを確認することを忘れないでください。この技術は、開発後、プラズマ医療の分野の研究者が他の種類の脳損傷に対する新しいアプリケーションを探求し、新しい損傷モデルを作成するための道を切り開きます。このビデオを見れば、大気圧プラズマジェットを新たな実用化に活用する方法を十分に理解できるはずです。高電圧パワーアンプでの作業は非常に危険である可能性があり、この手順を実行するときは、高電圧ラインに触れないなどの予防措置を常に講じる必要があることを忘れないでください。

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