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

Este trabajo fue apoyado por el fondo de innovación del Instituto neuroquirúrgico Beijing (2014-11), Fundación Nacional de Ciencias naturales de China (núms. 11475019 y 81271286) y la Fundación de Ciencias naturales de Beijing (núm. 7152027).

1. preparación del dispositivo APPJ PRECAUCIÓN: consulte todas las hojas de datos de seguridad del material (MSDS) antes de su uso. Utilice prácticas de seguridad apropiadas cuando se realizan los experimentos, incluyendo el uso de una campana y equipo de protección personal (gafas, guantes, bata de laboratorio, etc.). El protocolo requiere célula estándar de manejo de técnicas (esterilización, recuperación de la célula, célula pases, congelación de células, tinción de c...

<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>

Las células SH-SY5Y son una línea de células neuroblastoma humano y son ampliamente utilizadas como un modelo adecuado de la célula en vitro estudios de neurotoxicidad o neuroprotección12. La línea de células SH-SY5Y era sensible a las condiciones de privación de glucosa. Viabilidad celular disminuyó a casi el 50% después de la deprivación de glucosa 1 h, que es la condición de viabilidad celular óptimo para estudios de farmacodinamia. Además, CCK-8 reactivo no tiene ninguna...

El cerebro adulto utiliza casi exclusivamente glucosa como sustrato para el metabolismo de energía bajo condiciones fisiológicas normales. El cerebro humano constituye sólo el 2% del peso corporal, pero consume aproximadamente el 25% de la glucosa total de cuerpo1. Está bien documentado que disfunción del metabolismo de la glucosa es uno de los principales cambios patológicos durante el accidente cerebrovascular isquémico y varias enfermedades de neurodegenerative, incluyendo enfermedad de Alzheimer (EA), enfermedad de Huntington (EH) y enfermedad de Parkinson (EP) 2,3. La falta de glucosa y la absorción de glucosa o fosforilación oxidativa puede afectar directamente la producción de ATP y además inducir la muerte celular neuronal, que puede aumentar el riesgo de disfunción neuronal, lo que sugiere que mantener viabilidad celular o retrasar la lesión de la célula después de la privación de glucosa podría ser un enfoque razonable para el tratamiento de estas enfermedades. La investigación de efectos neuroprotectores vía modulación de la glucosa, centrándose en moduladores de canal del ion, depuradores de radicales libres, agentes antiinflamatorios, factores neurotróficos, etc. ha sido de interés. Sin embargo, la traducción de estos enfoques neuroprotectores de banco a la práctica clínica no ha sido exitosa4.
Chorros de plasma de la presión atmosférica (APPJs) son un nuevo tipo de tecnología de descarga de gas de baja temperatura atmosférica que ha atraído la atención de muchos investigadores de múltiples disciplinas en los últimos años. APPJs se han utilizado por décadas en diversas aplicaciones biomédicas tales como tratamiento del cáncer de la célula, inactivación bacteriana, coagulación de la sangre, la cicatrización de heridas, medicina oral, etc.5,6, debido a sus emisiones de varios tipos de de especies reactivas del nitrógeno (RNS) y especies reactivas del oxígeno (ROS) (figura 1)7. Anteriores aplicaciones de bio-medicina de plasma se centraron principalmente en el estrés oxidativo o nitrative en las bacterias, las células y los tejidos8. Sin embargo, la APPJ también podría ser una "espada de doble filo" ya que RNS y ROS son importantes moléculas de señalización intracelulares relacionadas con numerosos procesos fisiológicos y patofisiológicos9. El óxido nitroso (NO) controla una amplia gama de procesos biológicos y desempeña un papel dual en el cuerpo humano, especialmente en sistema nervioso central (SNC). Niveles bajos no han demostrado su actividad neuroprotectora ambos en vitro y en vivo a través de múltiples vías de señal10. Nuestro estudio previo informó primero que helio NO producción estuvo implicada en el efecto neuroprotector de APPJ contra lesiones inducidas por el estrés oxidativo11inducida por la APPJ. Sin embargo, no se han divulgado los efectos de APPJs en otras lesiones. Por lo tanto, el objetivo del presente estudio es proporcionar un protocolo de tratamiento en vitro con respecto a las aplicaciones de neuroprotectores de helio APPJ en lesión inducida por la deprivación de glucosa en células SH-SY5Y. A diferencia de estudios anteriores, nuestro protocolo utiliza tratamiento plasma de dosis bajas para aplicaciones de neuroprotectores sin las consecuencias de lesiones excesiva inducida por plasma, indicando que el tratamiento de APPJ podría ser utilizado potencialmente como una novela "ningún donante fármaco "para la investigación futura y aún para la traducción clínica. Este protocolo también fue sugerido para ser utilizado como una aplicación de citoprotector para otros tipos de células con diferentes discapacidades, pero deben volver a ajustadas las condiciones de tratamiento APPJ y la dosis de tratamiento debe ser relativamente baja.

<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

El chorro de plasma de la presión atmosférica (APPJ) ha atraído la atención de muchos investigadores de múltiples disciplinas en los últimos años debido a sus emisiones incluyen varios tipos de especies reactivas del nitrógeno (RNS) y especies reactivas del oxígeno (ROS). Nuestro estudio anterior ha demostrado el efecto citoprotector de la APPJ contra las lesiones inducidas por el estrés oxidativos. El objetivo del presente estudio es proporcionar un protocolo de tratamiento detallado en vitro con respecto a las aplicaciones de neuroprotective del helio APPJs en lesión inducida por la deprivación de glucosa en células SH-SY5Y. La línea de células neuroblastoma humano SH-SY5Y fue mantenida en Medio RPMI 1640 suplementado con suero fetal 15%. El medio de cultivo luego fue cambiado a 1640 RPMI sin glucosa antes del tratamiento APPJ. Después de una incubación de 1 h en un incubador celular, viabilidad celular se determinó utilizando la célula contando Kit 8. Los resultados mostraron que, comparado con el grupo de la privación de glucosa, las células tratadas con APPJ exhibieron viabilidad celular aumentó significativamente de forma dosis-dependiente, con 8 s/bien observada como una dosis óptima. Mientras tanto, flujo de helio no tuvo efecto sobre el deterioro de la célula inducida por la deprivación de glucosa. Nuestros resultados indican que APPJ podría ser utilizado potencialmente como un método de tratamiento para las enfermedades en el sistema nervioso central relacionados con la privación de glucosa. Este protocolo podría también usarse como una aplicación de citoprotector para otras células con problemas diferentes, pero las condiciones de tratamiento APPJ y cultivo celular deben reajustarse y la dosis de tratamiento debe ser relativamente baja.

Datos se expresan como la media ± SD de por lo menos tres experimentos independientes. Grupo resultados se analizaron por varianza usando ANOVA. Todos los análisis se realizaron utilizando software de análisis estadístico prisma y p &#60; 0.05 es el umbral de significación estadística.
Viabilidad celular se midió después de 4 h de incubación de la CCK-8. Como se muestra en la figura 3, la privación de glucosa reduce la viabilidad de las células SH-SY5Y ...

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

Nueva aplicación de un chorro de Plasma de la presión atmosférica como agente Neuro-protector contra la lesión inducida por la deprivación de glucosa de células SH-SY5Y

Un protocolo para el uso de neuroprotectores de la presión atmosférica baja dosis tratamiento del plasma sobre las lesiones de SH-SY5Y inducida por la deprivación de glucosa.

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

Síntesis y microdifracción a presiones y temperaturas extremas

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

Investigación

Ingeniería

Visualization of High Speed Liquid Jet Impaction on a Moving Surface

Visualización de alta velocidad Liquid Jet impactación sobre una superficie móvil

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

Cómo Encender una presión atmosférica de microondas de la antorcha de plasma sin ningún Encendedores adicionales

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

Explosión Cuantificación Utilizando listones de presión de Hopkinson

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

Tridimensional de velocimetría de seguimiento de partículas para aplicaciones de turbulencia: Caso de un Flujo Jet

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

La aplicación de rayos X de imagen Crystal Espectroscopía para su uso como un plasma de alta temperatura de diagnóstico

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

Una instalación de plasma a presión atmosférica para investigar la formación de especies reactivas

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

Presión atmosférica fabricación de escamas de gran tamaño SnSe Rectangular de una sola capa

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

: Imán compuesto fabricación una Flexible nueva técnica asistida Para lograr la consolidación alta presión en vacío bolsa de Lay-Up los procesos

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

Diferenciación de células madre de nervio por un solo Plasma atmosférico frío tratamiento In Vitro

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