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
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Ce travail a été soutenu par le Fonds d’Innovation de Beijing Neurosurgical Institute (2014-11), la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (nos 11475019 et 81271286) et la Fondation des sciences naturelles de Pékin (n° 7152027).

1. préparation de l’appareil APPJ attention : veuillez consulter toutes les fiches signalétiques (FS) avant utilisation. S’il vous plaît utiliser les pratiques de sécurité qui s’imposent lors de l’exécution de toutes les expériences, y compris l’utilisation d’une hotte de laboratoire et des équipements de protection individuelle (lunettes, gants, blouse de laboratoire, etc.). Le protocole exige des cellules standard (stérilisation, récupération de cellules, cel...

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	<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>

Les cellules SH-SY5Y sont une lignée cellulaire humaine dérivée de neuroblastome et sont largement utilisés comme un modèle de cellule appropriée pour des études in vitro sur la neurotoxicité ou neuroprotection12. La lignée SH-SY5Y est sensible aux conditions de privation de glucose. La viabilité cellulaire a diminué de près de 50 % après privation de glucose 1 h, qui est la condition de la viabilité cellulaire optimal pour les études de pharmacodynamie. En outre, la CCK-8 ...

Le cerveau adulte utilise presque exclusivement le glucose comme substrat pour le métabolisme énergétique dans les conditions physiologiques normales. Le cerveau humain ne représente que 2 % du poids du corps mais consomme environ 25 % du glucose total dans le corps1. Il est bien documenté cette dysfonction de métabolisme de glucose est l’un des principaux changements pathologiques au cours d’accident vasculaire cérébral ischémique et diverses maladies neurodégénératives, notamment la maladie d’Alzheimer (ma), maladie de Huntington (MH) et maladie de Parkinson (MP) 2,3. L’absence de glucose et la captation d’une intolérance au glucose ou la phosphorylation oxydative peut un impact direct sur la production d’ATP et de plus induire la mort cellulaire neuronale, qui peut augmenter le risque de dysfonction neuronale, suggérant que maintenir la viabilité cellulaire ou retarder les lésions des cellules après que privation de glucose peut être une approche raisonnable pour le traitement de ces maladies. L’étude des effets neuroprotecteurs via la modulation de la glycémie, en se concentrant sur les agents anti-inflammatoires, modulateurs de canaux ioniques, piégeurs de radicaux libres, facteurs neurotrophiques, etc. a été d’intérêt. Cependant, la traduction de ces approches de neuroprotective de banc pour la pratique clinique n’a pas réussi4.
Jets de plasma de la pression atmosphérique (APPJs) sont un nouveau type de technologie de décharge de gaz atmosphérique basse température qui a attiré l’attention de nombreux chercheurs de nombreuses disciplines ces dernières années. APPJs ont été utilisés pendant des décennies dans diverses applications biomédicales telles que le traitement du cancer cell, inactivation bactérienne, la coagulation sanguine, la cicatrisation des plaies, médecine buccale,5, etc.6, en raison de ses émissions de plusieurs types des espèces réactives de l’azote (IA) et des espèces réactives de l’oxygène (ROS) (Figure 1)7. Les demandes antérieures de bio-médecine de plasma a surtout porté sur le stress oxydatif ou nitrative sur les bactéries, les cellules et les tissus,8. Toutefois, l’APPJ pourrait également être une « double tranchant » puisque les RNS et ROS sont des molécules de signalisation intracellulaires importants, associés à de nombreux processus physiologiques et physiopathologiques9. Protoxyde d’azote (NO) contrôle une large gamme de procédés biologiques et joue un double rôle dans le corps humain, en particulier dans le système nerveux central (SNC). Faibles niveaux de NO ont montré leur activité neuroprotectrice les deux in vitro et in vivo par l’intermédiaire de multiples signaux voies10. Notre étude précédente pour la première fois que hélium APPJ induite par l’absence de production a été impliqué dans l’effet neuroprotecteur de APPJ contre des blessures provoqués par le stress oxydatif,11. Cependant, les effets de APPJs sur les autres blessures n’ont pas été signalés. Par conséquent, le but de cette étude est de fournir un protocole de traitement in vitro concernant les demandes de neuroprotective d’hélium APPJ sur blessure induite par la privation de glucose dans les cellules SH-SY5Y. Différent des précédentes études, notre protocole utilisé traitement plasma de bas-dose pour des applications de neuroprotecteurs sans les conséquences excessives blessures induite par le plasma, indiquant que le traitement APPJ pourrait être potentiellement utilisé comme un roman « aucun médicament donneur « pour de futures recherches et même pour la traduction clinique. Ce protocole a également été proposé pour être utilisé comme une application cytoprotecteurs pour d’autres types de cellules avec des handicaps différents, mais les conditions de traitement APPJ doivent être réajustées et la dose de traitement doit être relativement faible.

<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

Le jet de plasma de la pression atmosphérique (APPJ) a attiré l’attention de nombreux chercheurs de nombreuses disciplines ces dernières années parce que ses émissions comprennent plusieurs types d’espèces réactives de l’azote (IA) et les espèces réactives de l’oxygène (ROS). Notre étude antérieure a montré l’effet cytoprotecteur de l’APPJ contre des blessures provoqués par le stress oxydatifs. La présente étude vise à fournir un protocole de traitement détaillé en vitro concernant les demandes de neuroprotective d’hélium APPJs sur blessure induite par la privation de glucose dans les cellules SH-SY5Y. La lignée de cellules de neuroblastome dérivée humaine SH-SY5Y a été maintenue dans un milieu RPMI 1640 additionné de sérum de veau foetal de 15 %. Le milieu de culture a été ensuite remplacé RPMI 1640 sans glucose avant le traitement APPJ. Après une incubation de 1 h dans un incubateur à cellules, la viabilité cellulaire a été déterminée à l’aide de la cellule de comptage Kit 8. Les résultats montrent que, par rapport au groupe de privation de glucose, les cellules traitées avec APPJ expose la viabilité cellulaire nettement accrue de manière dose-dépendante, avec 8 s/puits observée comme une dose optimale. Pendant ce temps, les flux d’hélium est sans effet sur l’altération cellulaire induite par la privation de glucose. Nos résultats indiquent que APPJ pourrait être potentiellement utilisé comme une méthode de traitement pour les maladies du système nerveux central lié à la privation de glucose. Ce protocole pourrait également servir comme une application cytoprotecteurs pour les autres cellules déficientes différents, mais la culture cellulaire et les conditions de traitement APPJ devraient être réajustées, et la dose de traitement doit être relativement faible.

Les données sont exprimées comme la moyenne ± SD d’au moins trois expériences indépendantes. Résultats du groupe ont été analysés pour la variance à l’aide d’analyse de la variance. Toutes les analyses ont été réalisées à l’aide du logiciel d’analyse statistique prisme et p &#60; 0,05 était le seuil de signification statistique.
La viabilité cellulaire a été mesurée après 4 h d’incubation de la CCK-8. Comme illustré à la Figure 3...

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

Nouvelle Application d’un Jet de Plasma de la pression atmosphérique comme Agent neuroprotecteur contre les dommages causés par les privations de Glucose des cellules SH-SY5Y

Un protocole pour l’application de neuroprotective de traitement plasma pression atmosphérique faible dose sur les blessures de SH-SY5Y privation induite par le glucose.

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

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