Kaltes atmosphärisches Plasma kann die Zelladhäsion beeinflussen und spielt eine bedeutende Rolle bei der Stammzelladhäsion. In einer neuen Studie, die jetzt in veröffentlicht wurde Wissenschaftliche BerichteKobra Hajizadeh und ein Team von Forschern in den Abteilungen für Physik und Plasmaforschung an der Islamic Azhad University und dem CNRS, Frankreich, untersuchten die Wirkung einer Plasmabehandlung auf die Adhäsion von mesenchymalen Stammzellen des menschlichen Knochenmarks (HBMMSC), um die Zelldifferenzierung und Zelle zu verstehen das Schicksal.
Das Forschungsteam untersuchte die Adhäsionsmodifikation, um die Wechselwirkungen zwischen Zelle und extrazellulärer Matrix zu untersuchen, und untersuchte Bereiche zwischen suspendierten Zellen, um eine verbesserte Adhäsion zu beobachten. Die Wissenschaftler stellten während der Plasmatherapie eine erhöhte Zell-ECM-Adhäsion aufgrund der verstärkten Produktion von fest Integrin-Protein. Die Forscher untersuchten die Rolle der Plasmatherapie auf Van-der-Waals-Kräfte, die zwischen Zellen auf drei Ebenen bestehen, einschließlich Plasma-induzierter Dipolbildung, Modifikationen des Zellkulturmediums und Modifikationen der Zellrauheit. Die Ergebnisse zeigten, wie die Unterstützung der Van-der-Waals-Kräfte (VDWFs) den Prozess der Zelladhäsion verstärkte, um neue Einblicke in die Plasmatherapie auf zellulärer Ebene zu liefern.
Einfluss von kaltem atmosphärischem Plasma auf die Zelladhäsion
Kaltes atmosphärisches Plasma hat eine Vielzahl von Anwendungen in der Wissenschaftmit neueren therapeutische Vorführungen in der Klinik. Während das Vorhandensein von reaktiven Sauerstoffspezies und reaktiven Stickstoffspezies (RONS) in der physikalischen Umgebung des Plasmas und der plasmaaktivierten Medien ein primärer Faktor bei der atmosphärischen plasmabasierten Therapie ist, führen die Wirkungen des elektrischen Felds zur Induktion der Zellpolarisation Dipolbildung ist signifikant. Infolgedessen kann Plasma Van-der-Waals-Kräfte zwischen beeinflussen die Zelle-Zelle und die Zelle-extrazelluläre Matrix. Die Fähigkeit, die Zelladhäsion zu regulieren, ist wichtig, damit Stammzellen kommunizieren und die mechanische Kommunikation der extrazellulären Matrix der Zelle regulieren, um die Zellleistung und -funktion aufrechtzuerhalten. Der Prozess der Zelladhäsion stimuliert Signalwege, um die Zellfunktion zu aktivieren und zu ermöglichen, was zu physikalischen Veränderungen der Zelleigenschaften führt, einschließlich Zellsteifigkeit, Mobilität und Wechselwirkungen mit der extrazellulären Matrix. Der Prozess der plasmaerzeugten Zelladhäsion kann Van-der-Waals-Kräfte beeinflussen, die zwischen Zellen und zwischen den Zellen der extrazellulären Matrix bestehen, was noch untersucht werden muss.
Deadhäsionsdynamik von Zellen und andere Experimente
Die Wissenschaftler entwickelten einen Deadhäsionstest, um den Bereich behandelter und unbehandelter Zellen zu verstehen. Sie stellten kontrahierte und aufgerundete Zellen fest, die in Frames mit früher Verzögerung, schneller Zellkontraktion und Sättigung unterteilt waren, wobei die Adhäsionsstärke der mit höheren Plasmadosen behandelten Zellen im Vergleich zu nicht behandelten Zellen zunahm. Die erhöhte Adhäsion des Zellsubstrats nach der Plasmabehandlung führte zu einer erhöhten Expression des Integrin-Proteins und einer verbesserten Aktivität für die Zell-Substrat-Adhäsion. Als nächstes führte das Team fokale Adhäsionsassays durch, um die Auswirkungen der Zelladhäsion dosisabhängig zu überwachen. Als sie eine Scherspannung in die Medien einführten, gab es keinen signifikanten Unterschied in der physikalischen Scherfestigkeit zwischen plasmabehandelten und unbehandelten Zelltypen. Als sie die erste Gruppe von Zellen entweder Gas oder Plasma aussetzten, während sie die zweite Gruppe nur einer Argonbehandlung aussetzten, stellten sie eine erhöhte Zelladhäsion als Folge erhöhter VDW-(Van-der-Waals-)Kräfte zwischen den Zellen fest.
Ausblick
Auf diese Weise untersuchten Kobra Hajizadeh und Kollegen den Einfluss des Plasmas auf die Zell-extrazelluläre Matrix-Adhäsion und die Zell-Zell-Adhäsionsstärken mittels Deadhäsion und fokaler Adhäsionsanalyse. Eine erhöhte Zell-ECM-Adhäsion war dosisabhängig und die Zeiteinwirkung führte zu einer erhöhten Produktion und Aktivität des Integrin-Proteins im Medium. Die Forscher schrieben die zunehmende Zelladhäsion jedoch eher den zunehmenden Van-der-Waals-Kräften als der Integrinproduktion und -aktivierung zu. Die Arbeit berücksichtigte die Temperatur- und Zelloberflächenrauigkeitseffekte unter Verwendung Rasterkraftmikroskopie Analyse. Das Team zeigte, wie die Zelladhäsion die Differenzierung und das Schicksal der Zellen bestimmt. Anhand der Studienergebnisse zeigten die Forscher, wie eine Erhöhung der Zell-Zell-Adhäsion zu einer Erhöhung der Van-der-Waals-Kräfte führte. Die Zellen erfuhren auch eine Veränderung der Rauheit aufgrund erhöhter Van-der-Waals-Kräfte, um die Wirkung der interzellulären Kraft weiter zu validieren.
Kobra Hajizadeh et al., Kraftbasierte Adhäsionsstudie von A van der Waals an Stammzellen, die kalten atmosphärischen Plasmastrahlen ausgesetzt sind, Wissenschaftliche Berichte (2022). DOI: 10.1038/s41598-022-16277-1
Sui Huang et al, Die strukturelle und mechanische Komplexität der Zellwachstumskontrolle, Natur Zellbiologie (2002). DOI: 10.1038/13043
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