Name: new application of an atmospheric pressure plasma jet as a neuro-protective agent against glucose deprivation-induced injury of sh-sy5y cells
Uploaded: 2017-10-09T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about New Application of an Atmospheric Pressure Plasma Jet as a Neuro-protective Agent Against Glucose Deprivation-induced Injury of SH-SY5Y Cells at JoVE.com

Dette arbejde blev støttet af innovationsfond Beijing Neurokirurgiske Institute (2014-11), National Natural Science Foundation i Kina (nr. 11475019 og 81271286) og Beijing Natural Science Foundation (nr. 7152027).

1. forberedelse af enheden APPJ forsigtighed: Rådfør dig med alle relevante materiale sikkerhedsdatablade (MSDS) før brug. Brug venligst passende sikkerhedspraksis, når du udfører alle forsøgene, herunder brug af et stinkskab og personlige værnemidler (sikkerhedsbriller, beskyttende handsker, laboratoriekittel, osv.). Protokollen kræver standard celle håndtering teknikker (sterilisering, celle opsving, celle passaging, celle frysning, celle farvning, etc.).
<ol><...

<ol>
	<li>Yang, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alternative+mitochondrial+electron+transfer+for+the+treatment+of+neurodegenerative+diseases+and+cancers:+Methylene+blue+connects+the+dots.">Alternative mitochondrial electron transfer for the treatment of neurodegenerative diseases and cancers: Methylene blue connects the dots.</a> Prog. Neurobiol. , (2015).</li><li>Bhat, A. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxidative+stress,+mitochondrial+dysfunction+and+neurodegenerative+diseases;+a+mechanistic+insight.">Oxidative stress, mitochondrial dysfunction and neurodegenerative diseases; a mechanistic insight.</a> Biomed. Pharmacother. 74, 101-110 (2015).</li><li>Bullon, P., Newman, H. N., Battino, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Obesity,+diabetes+mellitus,+atherosclerosis+and+chronic+periodontitis:+a+shared+pathology+via+oxidative+stress+and+mitochondrial+dysfunction?.">Obesity, diabetes mellitus, atherosclerosis and chronic periodontitis: a shared pathology via oxidative stress and mitochondrial dysfunction?.</a> Periodontol. 2000. 64 (1), 139-153 (2014).</li><li>Sutherland, B. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuroprotection+for+ischaemic+stroke:+translation+from+the+bench+to+the+bedside.">Neuroprotection for ischaemic stroke: translation from the bench to the bedside.</a> International Journal of Stroke. 7 (5), 407-418 (2012).</li><li>Yan, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principles+of+using+Cold+Atmospheric+Plasma+Stimulated+Media+for+Cancer+Treatment.">Principles of using Cold Atmospheric Plasma Stimulated Media for Cancer Treatment.</a> Scientific Reports. 5 (5), 18339 (2015).</li><li>Lu, X., Laroussi, M., Puech, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+atmospheric-pressure+non-equilibrium+plasma+jets+and+plasma+bullets.">On atmospheric-pressure non-equilibrium plasma jets and plasma bullets.</a> Plasma Sources Science &amp; Technology. 21 (3), 034005 (2012).</li><li>Lu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reactive+species+in+non-equilibrium+atmospheric-pressure+plasmas:+Generation,+transport,+and+biological+effects.">Reactive species in non-equilibrium atmospheric-pressure plasmas: Generation, transport, and biological effects.</a> Phys. Rep. 630, 1-84 (2016).</li><li>Lu, X., Naidis, G. V., Laroussi, M., Ostrikov, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Guided+ionization+waves:+Theory+and+experiments.">Guided ionization waves: Theory and experiments.</a> Phys. Rep. 540 (3), 123-166 (2014).</li><li>Di, M. S., Reed, T. T., Venditti, P., Victor, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+ROS+and+RNS+Sources+in+Physiological+and+Pathological+Conditions.">Role of ROS and RNS Sources in Physiological and Pathological Conditions.</a> Oxid. Med. Cell Longev. 2016 (22), 1245049 (2016).</li><li>Contestabile, A., Ciani, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+nitric+oxide+in+the+regulation+of+neuronal+proliferation,+survival+and+differentiation.">Role of nitric oxide in the regulation of neuronal proliferation, survival and differentiation.</a> Neurochemistry International. 45 (6), 903-914 (2004).</li><li>Yan, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protective+effect+of+atmospheric+pressure+plasma+on+oxidative+stress-induced+neuronal+injuries:+an+in+vitro+study.">Protective effect of atmospheric pressure plasma on oxidative stress-induced neuronal injuries: an in vitro study.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 50 (9), 095401 (2017).</li><li>Xie, H. R., Hu, L. S., Li, G. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SH-SY5Y+human+neuroblastoma+cell+line:+in+vitro+cell+model+of+dopaminergic+neurons+in+Parkinson's+disease.">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><li>Tsutsui, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Treatment+of+cardiac+disease+by+inhalation+of+atmospheric+pressure+plasma.">Treatment of cardiac disease by inhalation of atmospheric pressure plasma.</a> Japanese Journal of Applied Physics. 53 (6), 060309 (2014).</li><li>Graves, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low+temperature+plasma+biomedicine:+A+tutorial+review.">Low temperature plasma biomedicine: A tutorial review.</a> Physics of Plasmas. 21 (8), 104-117 (2014).</li></ol>

SH-SY5Y celler er en human neuroblastoma-afledte cellelinie og er almindeligt anvendt som en passende celle model for in vitro- undersøgelser den neurotoksiske eller neuroprotection12. SH-SY5Y cellelinje var følsomme over for glukose afsavn betingelser. Cellernes levedygtighed faldt til næsten 50% efter 1 h glukose afsavn, som er den optimale celle levedygtighed betingelse for undersøgelser af farmakodynamik. Derudover CCK-8 reagens har ingen cytotoksicitet celler og celler blev inkub...

Den voksne hjerne bruger næsten udelukkende glukose som substrat for energimetabolisme under normale fysiologiske forhold. Den menneskelige hjerne udgør kun 2% af kropsvægten, men forbruger ca 25% af den samlede glukose i kroppen1. Det er veldokumenteret at glukose metabolisme dysfunktion er en af de store patologiske ændringer under iskæmisk slagtilfælde og forskellige neurodegenerative sygdomme, herunder Alzheimers sygdom (AD), Huntington's chorea (HD) og Parkinsons sygdom (PD) 2,3. Af mangel på glucose og enten nedsat glukoseoptagelse eller oxidativ fosforylering kan direkte påvirke ATP produktion og yderligere fremkalde neurale celledød, der kan øge risikoen for neuronal dysfunktion, hvilket tyder på at opretholde celle levedygtighed eller at forsinke celle skade efter glukose afsavn kan være en fornuftig tilgang til behandling af disse sygdomme. Undersøgelsen af neuroprotektive effekter via glukose graduering, med fokus på anti-inflammatoriske lægemidler, ion-kanal modulatorer, frie radikaler skyllevæsker, neurotrope faktorer, etc. har været af interesse. Oversættelse af disse neuroprotektive tilgange fra bænken til klinisk praksis har imidlertid ikke været vellykket4.
Atmosfærisk tryk plasma jets (APPJs) er en ny slags atmosfæriske lav temperatur gas udledning teknologi, der har tiltrukket sig opmærksomhed fra mange forskere fra flere discipliner i de seneste år. APPJs har været brugt i årtier i forskellige biomedicinske anvendelser såsom kræft celle behandling, bakteriel inaktivering, blodkoagulation, sårheling, oral medicin, etc.5,6, på grund af emissionerne af flere typer af reaktive nitrogen arter (RNS) og reaktive ilt arter (ROS) (figur 1)7. Tidligere plasma bio-medicin programmer primært fokuseret på den oxidative og/eller nitrative stress på bakterier, celler og væv8. APPJ kunne også være en "tveægget sværd" da RNS og ROS er vigtigt intracellulær signalering molekyler relateret til mange fysiologiske og patofysiologiske processer9. Nitrogenoxid (NO) styrer en bred vifte af biologiske processer og spiller en dobbelt rolle i den menneskelige krop, især i centralnervesystemet (CNS). Lave niveauer af NO har vist deres neuroprotektive aktiviteter både i in vitro og i vivo via flere signal veje10. Vores tidligere undersøgelse først rapporteret at helium APPJ-induceret ingen produktion var involveret i neuroprotektive effekt af APPJ mod oxidativt stress-induceret skader11. Effekter af APPJs på andre skader er dog ikke blevet rapporteret. Formålet med den foreliggende undersøgelse er derfor, at give en in vitro- behandling protokol vedrørende neuroprotektive programmerne for helium APPJ på glucose afsavn-induceret skade i SH-SY5Y celler. Forskellig fra tidligere undersøgelser, vores protokol brugt lavdosis plasma behandling for neuroprotektive programmer uden konsekvenserne af overdreven plasma-induceret skader, der angiver, at APPJ behandling potentielt kunne anvendes som en roman "ingen donor stof "for fremtidig forskning og selv for kliniske oversættelse. Denne protokol blev også foreslået skal bruges som et cytoprotective program til andre celletyper med forskellige funktionsnedsættelser, men APPJ behandling betingelser bør re justerede og behandling dosis skal være forholdsvis lav.

<table width="911">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="width:216px;height:20px;">SH-SY5Y cell line</td>
			<td style="width:325px;">China Center for Type Culture Collection</td>
			<td style="width:135px;">3111C0001CCC000026</td>
			<td style="width:235px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:216px;height:21px;">RPMI 1640 medium</td>
			<td style="width:325px;">Thermo Scientific&#160;</td>
			<td style="width:135px;">21875091</td>
			<td>stored at 4 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:216px;height:21px;">RPMI 1640 medium no glucose</td>
			<td style="width:325px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:135px;">11879020</td>
			<td>stored at 4 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:216px;height:21px;">fetal calf serum</td>
			<td style="width:325px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:135px;">16000044</td>
			<td style="width:235px;">stored at -20 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:216px;height:21px;">tripsin-EDTA solution</td>
			<td style="width:325px;">Solarbio</td>
			<td style="width:135px;">T1300</td>
			<td>stored at 4 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:216px;height:21px;">96 wells plate</td>
			<td style="width:325px;">corning</td>
			<td style="width:135px;">3599</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:216px;height:21px;">Cell Counting Kit-8 (CCK-8)</td>
			<td style="width:325px;">Dojindo Laboratories</td>
			<td style="width:135px;">CK04</td>
			<td>stored at 4 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:216px;height:21px;">microplate reader</td>
			<td style="width:325px;">Tecan</td>
			<td style="width:135px;">M200 Pro</td>
			<td>for measuring the absorbance at 450 nm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:216px;height:21px;">High &#8211; voltage Power Amplifier</td>
			<td style="width:325px;">Trek</td>
			<td style="width:135px;">PD06087</td>
			<td>for amplifing the power</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:216px;height:21px;">Function Signal Generator</td>
			<td style="width:325px;">MaZe Electronics Science&#38;Technology</td>
			<td style="width:135px;">AT30120</td>
			<td>for providing the specific signal</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:216px;height:21px;">High &#8211; Voltage Probe</td>
			<td style="width:325px;">Tektronix</td>
			<td style="width:135px;">P6015A</td>
			<td>for detecting high voltage</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:216px;height:21px;">Digital Oscilloscope</td>
			<td style="width:325px;">Tektronix</td>
			<td style="width:135px;">DPO4104B</td>
			<td>for displaying the signal</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

new application of an atmospheric pressure plasma jet as a neuro-protective agent against glucose deprivation-induced injury of sh-sy5y cells

Atmosfæretryk plasma jet (APPJ) har tiltrukket sig opmærksomhed fra mange forskere fra flere discipliner i de seneste år fordi dens emissioner omfatter flere typer af reaktive nitrogen arter (RNS) og reaktive ilt arter (ROS). Vores tidligere undersøgelse har vist cytoprotective effekten af APPJ mod oxidativt stress-induceret skader. Formålet med den foreliggende undersøgelse er at give en detaljeret in vitro- behandling protokol vedrørende neuroprotektive programmerne for helium APPJs på glucose afsavn-induceret skade i SH-SY5Y celler. SH-SY5Y humane neuroblastoma-afledte cellelinje blev fastholdt i RPMI 1640 medium suppleret med 15% føtalt kalveserum. Næringssubstratet skiftede derefter til RPMI 1640 uden glukose før APPJ behandling. Efter en 1 h inkubation i en celle inkubator, var cellernes levedygtighed bestemmes ved hjælp af celle tælle Kit 8. Resultaterne viste, at i forhold til gruppen glukose afsavn, celler behandles med APPJ udstillet betydeligt øget cellernes levedygtighed i en dosisafhængig måde, med 8 s/godt observeret som en optimal dosis. I mellemtiden, helium flow havde ingen effekt på glucose afsavn-induceret celle værdiforringelse. Vores resultater viste, at APPJ potentielt kunne anvendes som en behandlingsmetode for sygdomme i centralnervesystemet relateret til glukose afsavn. Denne protokol kan også bruges som et cytoprotective program for andre celler med forskellige funktionsnedsættelser, men cellekultur og APPJ behandling betingelser bør justeres, og behandling dosis skal være forholdsvis lav.

Data er udtrykt i den gennemsnit ± SD mindst tre uafhængige forsøg. Gruppen resultaterne blev analyseret for variansen ved hjælp af ANOVA. Alle analyser blev udført ved hjælp af statistisk analyse software prisme og p &#60; 0,05 var tærsklen for Statistisk signifikans.
Cellernes levedygtighed blev målt efter 4 h CCK-8 inkubation. Som vist i figur 3, glucose afsavn nedsat levedygtigheden af SH-SY5Y celler til 44,1 ± 2,6% sammenlignet med kontrolgruppen (ce...

Watch this Scientific Journal Video about New Application of an Atmospheric Pressure Plasma Jet as a Neuro-protective Agent Against Glucose Deprivation-induced Injury of SH-SY5Y Cells at JoVE.com

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

Ny anvendelse af et atmosfæretryk Plasma Jet som en Neuro-beskyttende middel mod glukose afsavn-induceret skade af SH-SY5Y celler

En protokol til neuroprotektive anvendelsen af lav-dosis atmosfæretryk plasma behandling på glucose afsavn-induceret SH-SY5Y skader.

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Synthesis and Microdiffraction at Extreme Pressures and Temperatures

Syntese og Microdiffraction ved ekstreme tryk og temperaturer

High pressure compounds and polymorphs are investigated for a broad range of purposes such as determine structures and processes of deep planetary ...

Visualization of High Speed Liquid Jet Impaction on a Moving Surface

Visualisering af High Speed ​​Liquid Jet Impaction på en bevægende Surface

Two apparatuses for examining liquid jet impingement on a high-speed moving surface are described: an air cannon device (for examining surface speeds ...

How to Ignite an Atmospheric Pressure Microwave Plasma Torch without Any Additional Igniters

Sådan Ignite en Atmosfærisk tryk Mikroovn Plasma Torch uden yderligere Tændrørene

This movie shows how an atmospheric pressure plasma torch can be ignited by microwave power with no additional igniters. After ignition of the plasma, a ...

Blast Quantification Using Hopkinson Pressure Bars

Blast Kvantificering Brug Hopkinson Pressure Bars

Near-field blast load measurement presents an issue to many sensor types as they must endure very aggressive environments and be able to measure pressures ...

Three-dimensional Particle Tracking Velocimetry for Turbulence Applications: Case of a Jet Flow

Tre-dimensionel Particle Tracking Velocimetri for Turbulens Applications: Sagen om en Jet Flow

3D-PTV is a quantitative flow measurement technique that aims to track the Lagrangian paths of a set of particles in three dimensions using stereoscopic ...

Applying X-ray Imaging Crystal Spectroscopy for Use as a High Temperature Plasma Diagnostic

Anvendelse X-ray Imaging Crystal spektroskopi til brug som en høj temperatur Plasma Diagnostic

X-ray spectra provide a wealth of information on high temperature plasmas; for example electron temperature and density can be inferred from line ...

An Atmospheric Pressure Plasma Setup to Investigate the Reactive Species Formation

Et atmosfærisk tryk Plasma Setup til Undersøge Reaktive Species Formation

Non-thermal atmospheric pressure (&#39;cold&#39;) plasmas have received increased attention in recent years due to their significant biomedical potential. ...

Atmospheric Pressure Fabrication of Large-Sized Single-Layer Rectangular SnSe Flakes

Atmosfærisk tryk fabrikation af store lag rektangulære SnSe flager

Tin selenide (SnSe) belongs to the family of layered metal chalcogenide materials with a buckled structure like phosphorene, and has shown potential for ...

Magnet Assisted Composite Manufacturing: A Flexible New Technique for Achieving High Consolidation Pressure in Vacuum Bag/Lay-Up Processes

Magnet bistået Composite produktion: En fleksibel ny teknik til at opnå høj konsolidering trykket i vakuum pose/Lay-oppe processer

This work demonstrates a protocol to improve the quality of composite laminates fabricated by wet lay-up vacuum bag processes using the recently developed ...

Nerve Stem Cell Differentiation by a One-step Cold Atmospheric Plasma Treatment In Vitro

Nerve Stem Cell Differentiation by a One-step Cold Atmospheric Plasma Treatment In Vitro

Nerve stamcelle differentiering af en et-trins kolde atmosfæriske Plasma behandling In Vitro

As the development of physical plasma technology, cold atmospheric plasmas (CAPs) have been widely investigated in decontamination, cancer treatment, ...