تطبيق جديد لطائرة البلازما الضغط الجوي كعامل العصبية واقية ضد الإصابات الناجمة عن الحرمان الجلوكوز خلايا ش SY5Y
Summary
بروتوكول لتطبيق العلاج البلازما جرعة منخفضة الضغط الجوي على إصابات SH-SY5Y الناجمة عن الحرمان الجلوكوز محصن.
Abstract
جيت البلازما الضغط الجوي (أبي) جذبت انتباه العديد من الباحثين من تخصصات متعددة في السنوات الأخيرة نظراً لانبعاثاته وتشمل أنواع متعددة من الأنواع النيتروجين التفاعلي (RNS) والأكسجين التفاعلية (روس). وقد أظهرت الدراسة السابقة تأثير cytoprotective أبي ضد الإصابات الناجمة عن الإجهاد التأكسدي. الهدف من هذه الدراسة تقديم بروتوكول علاج مفصلة في المختبر فيما يتعلق بالتطبيقات محصن من الهليوم عبيس عن الضرر الناجم عن الحرمان الجلوكوز في الخلايا SH-SY5Y. وأبقى على خط الخلية البشرية المستمدة من نيوروبلاستوما SH-SY5Y في المتوسط RPMI 1640 تستكمل مع مصل العجل الجنين 15%. ثم تم تغيير المتوسطة الثقافة إلى RPMI 1640 دون السكر قبل العلاج أبي. بعد ح 1 احتضان في حاضنة خلية، تقرر بقاء الخلية باستخدام خلية العد طقم 8. وأظهرت النتائج أنه، مقارنة بمجموعة الحرمان الجلوكوز، الخلايا تعامل مع أبي عرضت بقاء الخلية زيادة كبيرة بطريقة تعتمد على الجرعة، مع 8 s/جيدا ولاحظ كجرعة أمثل. وفي الوقت نفسه، كان تدفق الهليوم أي تأثير على الأضرار الناجمة عن الحرمان خلية الجلوكوز. نتائجنا أشارت إلى أنه يمكن استخدام أبي كأسلوب علاج للأمراض في الجهاز العصبي المركزي تتصل بالحرمان الجلوكوز محتملة. يمكن أيضا استخدام هذا البروتوكول كتطبيق cytoprotective للخلايا الأخرى ذوي العاهات المختلفة، لكن ينبغي تعديل خلية ثقافة وظروف العلاج أبي، وجرعة العلاج يجب أن تكون منخفضة نسبيا.
Introduction
الدماغ الكبار حصرا تقريبا يستخدم الجلوكوز كركيزة استقلاب الطاقة تحت ظروف فيزيولوجية طبيعية. دماغ الإنسان يشكل 2% فقط من وزن الجسم ولكنه يستهلك حوالي 25% من مجموع الجلوكوز داخل الجسم1. أنه تم توثيقه جيدا أن خلل استقلاب الجلوكوز أحد التغيرات الباثولوجية الرئيسية أثناء السكتة الدماغية، وأمراض الأعصاب المختلفة، بما في ذلك مرض الزهايمر (AD) ومرض هنتنغتون (HD)، ومرض باركنسون (PD) 2،3. نقص الجلوكوز والإقبال على ضعف تحمل الجلوكوز أو الفسفرة يمكن أن تؤثر تأثيراً مباشرا على إنتاج ATP وكذلك الحث على موت الخلايا العصبية، التي قد تزيد من خطر خلل الخلايا العصبية، مما يوحي بأن الحفاظ على بقاء الخلية أو تأخير الإصابة الخلية بعد الجلوكوز الحرمان قد يكون نهجاً معقولاً لعلاج هذه الأمراض. التحقيق في آثار محصن عن طريق التحوير الجلوكوز، مع التركيز على العوامل المضادة للالتهابات، أيون قناة المغيرون، الزبالين الراديكالية الحرة، وعوامل نيوروتروفيك، كانت إلخ للفائدة. ومع ذلك، لم ترجمة لهذه النهج محصن من مقاعد البدلاء للممارسة السريرية ناجحة4.
الضغط الجوي طائرات البلازما (عبيس) هي نوع جديد من تكنولوجيا تصريف الغاز الغلاف الجوي درجات الحرارة المنخفضة التي جذبت انتباه العديد من الباحثين من تخصصات متعددة في السنوات الأخيرة. أبجس وقد استخدمت على مدى عقود في مختلف التطبيقات الطبية مثل علاج سرطان الخلية، المنظمة البكتيرية، تخثر الدم، والتئام الجروح، وطب الفم، إلخ5،6، بسبب انبعاثاته أنواع متعددة للنيتروجين التفاعلي الأنواع (RNS) والأكسجين التفاعلية (روس) (الشكل 1)7. تطبيقات الطب الحيوي البلازما السابقة ركزت أساسا على الإجهاد التأكسدي و/أو نيتراتيفي في البكتيريا والخلايا والأنسجة8. ومع ذلك، يمكن أبي أيضا “سيف ذو حدين” أن RNS وروس جزيئات الإشارات داخل الخلايا الهامة المتصلة بالعديد من العمليات الفسيولوجية والفيزيولوجية المرضية9. أكسيد النيتروز (لا) يتحكم في مجموعة واسعة من العمليات البيولوجية وتقوم بدور مزدوج في الجسم البشري، ولا سيما في الجهاز العصبي المركزي (CNS). وأظهرت انخفاض مستويات لا أنشطتها محصن على حد سواء في المختبر و في فيفو عبر مسارات الإشارات متعددة10. دراستنا السابقة ذكرت أولاً أن الهليوم أبي الناجمة عن أي إنتاج متورط في أثر أبي محصن ضد الإصابات الناجمة عن الإجهاد التأكسدي11. ومع ذلك، لم تبلغ آثار عبيس على إصابات أخرى. ولذلك، الهدف من هذه الدراسة تقديم بروتوكولا علاج في المختبر فيما يتعلق بالتطبيقات محصن من الهليوم أبي عن الضرر الناجم عن الحرمان الجلوكوز في الخلايا SH-SY5Y. يختلف عن الدراسات السابقة، لدينا بروتوكول تستخدم المعالجة بالبلازما الجرعات المنخفضة لتطبيقات محصن دون العواقب الإصابات المفرطة المستحثة بالبلازما، مشيراً إلى أنه يمكن استخدام العلاج أبي يحتمل أن تكون كرواية “لا المخدرات المانحين “للبحث في المستقبل، وحتى بالنسبة للترجمة السريرية. كما اقترح هذا البروتوكول لاستخدامها كتطبيق cytoprotective لأنواع الخلايا الأخرى ذوي العاهات المختلفة، ولكن ظروف العلاج أبج يجب أن تكون إعادة تعديلها وجرعة العلاج يجب أن تكون منخفضة نسبيا.
Protocol
Representative Results
Discussion
ش-SY5Y الخلايا خط خلية المستمدة من نيوروبلاستوما بشرية وتستخدم على نطاق واسع كنموذج خلية مناسبة للدراسات في المختبر بشأن السمية العصبية أو نيوروبروتيكشن12. وكان خط الخلية SH-SY5Y حساسة لظروف الحرمان الجلوكوز. بقاء الخلية انخفضت إلى ما يقرب من 50 ٪ بعد ح 1 الجلوكوز الحرمان، الذي …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا العمل صندوق الابتكار من معهد بكين للجراحة العصبية (2014-11)، والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (رقم 11475019 و 81271286) ومؤسسة العلوم الطبيعية بكين (رقم 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).
