等離子體誘導(dǎo)HepG2細(xì)胞凋亡及其對神經(jīng)干細(xì)胞分化的影響.pdf

1、近年來，等離子體醫(yī)學(xué)成為國內(nèi)外研究的熱點，大氣壓常溫等離子體（Atmospheric Pressure Room Temperature Plasma Jets,APRTP-Js）在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，其主要原因是：（1）產(chǎn)生的等離子體溫度接近室溫；（2）等離子體射流能在開放的空間里放電產(chǎn)生等離子體，這就使得被處理的對象不受空間限制。目前，等離子體醫(yī)學(xué)研究主要集中在滅菌消毒、皮膚病治療、口腔醫(yī)學(xué)、凝血、處理癌細(xì)胞等方面，并取

2、得了可喜的進(jìn)展。研究表明，等離子體對生物體的作用主要是通過其產(chǎn)生的各類自由基、帶電粒子、紫外線和激發(fā)態(tài)粒子等對生物體的綜合作用來實現(xiàn)的。而等離子體中活性成分的組分及含量可以通過調(diào)節(jié)等離子體的放電參數(shù)和劑量來控制，因此等離子體可以有更廣闊的應(yīng)用前景。
　　目前，癌癥治療和神經(jīng)系統(tǒng)修復(fù)是醫(yī)學(xué)研究的重點和難點問題。全球每年約有800萬人死于癌癥，其病死率僅次于心臟病；而神經(jīng)系統(tǒng)疾病如腦外傷、脊髓損傷、阿爾茨海默病和帕金森病等，通常表現(xiàn)為

3、感覺、運動、意識、植物神經(jīng)功能障礙，嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量。因此，探究癌癥治療和神經(jīng)系統(tǒng)修復(fù)的新方法成為了研究的熱點。本研究通過調(diào)節(jié)等離子體放電參數(shù)和劑量，實現(xiàn)了等離子體對癌細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)和神經(jīng)干細(xì)胞分化的有效調(diào)控。等離子體技術(shù)有望成為誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡及干預(yù)神經(jīng)功能重建的新方法。同時，本研究還對等離子體與細(xì)胞相互作用的內(nèi)在機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)研究，主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　1)通過調(diào)節(jié)等離子體放電參數(shù)和劑量，實現(xiàn)了等離子體對人肝癌細(xì)胞H

4、epG2凋亡的有效誘導(dǎo)，并發(fā)現(xiàn)人正常肝細(xì)胞L-02對等離子體的敏感性較差，暗示等離子體的作用具有選擇性。
　　2)研究了氧化/硝化應(yīng)激與等離子體誘導(dǎo)的HepG2細(xì)胞凋亡的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)等離子體中的ROS和 RNS是其誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵作用因子，主要通過引起HepG2細(xì)胞內(nèi)氧化/硝化應(yīng)激介導(dǎo)了細(xì)胞的凋亡。
　　3)分析了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與等離子體誘導(dǎo)的HepG2細(xì)胞凋亡的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)等離子體處理造成了HepG2細(xì)胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)的破壞及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

5、應(yīng)激的發(fā)生，所引起的HepG2凋亡信號是通過caspase12級聯(lián)反應(yīng)和CHOP促凋亡蛋白實現(xiàn)的。
　　4)通過調(diào)節(jié)等離子體放電參數(shù)和劑量，確定了對小鼠C17.2-NSCs無細(xì)胞毒作用的等離子體能量密度為12孔板中處理時間小于150 s；并在此工作條件下，實現(xiàn)了等離子體對小鼠C17.2-NSCs分化的有效調(diào)控，研究發(fā)現(xiàn)等離子體處理60 s能顯著促進(jìn)C17.2-NSCs向神經(jīng)元的分化（分化比例達(dá)到75％），且形態(tài)結(jié)構(gòu)更加成熟，表現(xiàn)為

6、神經(jīng)突起數(shù)目增多、長度增長和胞體面積增大；神經(jīng)元亞型鑒定表明，等離子體處理組中神經(jīng)元的類型主要為膽堿能神經(jīng)元和運動神經(jīng)元。
　　5)分析了NO與等離子體促進(jìn)小鼠C17.2-NSCs分化的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)等離子體處理可以造成小鼠C17.2-NSCs細(xì)胞外培養(yǎng)基中NO濃度的升高和細(xì)胞內(nèi)iNOS的表達(dá)，而這種作用可以被 NO清除劑（Hemoglobin, Hgb）所抑制，表明NO是等離子體促進(jìn)小鼠C17.2-NSCs分化的關(guān)鍵作用因子。