超低强度的脉冲后影响纳米秒脉冲电场引起的细胞反应

科学领域:

• 生物物理学的生物物理.
• 细胞生物学 细胞生物学
• 电穿孔是一种电子穿孔.

背景情况:

• 众所周知,高强度纳秒脉冲电场 (nsPEF) 诱导受调节的细胞死亡和瘤消除.
• 细胞对nsPEF的反应通常与主要脉冲特征如持续时间,振幅和数量有关.
• 低强度脉冲后波形的影响在很大程度上尚未被探索.

研究的目的:

• 研究不同脉冲后波形对细胞对nsPEF反应的影响.
• 为了比较由两个不同的nsPEF脉冲发生器设计 (布鲁姆莱恩线和脉冲形成线) 产生的细胞效应,与类似的初级脉冲但不同的后脉冲进行比较.

主要方法:

• 使用Blumlein线 (BL) 和脉冲形成线 (PFL) 发电机,产生几乎相同的初级脉冲 (100 ns持续时间) 的nsPEF.
• 分析了BL (~50μs,相反的极性) 和PFL (~2μs,相同的极性) 之间的脉冲后特征 (持续时间,极性) 的差异.
• 评估细胞反应,包括线粒体膜潜能消散,细胞活力,血透性 (PI吸收),反应性氧物种生成,备用呼吸能力 (SRC) 和跨血电子传输 (tPMET).

主要成果:

• 不同的后脉冲导致了不同的细胞反应,尽管具有相似的初级波形.
• 与BL相比,PFL表现出线粒体潜能消散,生命力丧失和PI透性的较低值.
• PFL降低了SRC,而BL增加了它;PFL独特地对tPMET产生了两相效应.

结论:

• 低强度脉冲后的条件显著影响细胞对nsPEF的反应.
• 在比较nsPEF研究时,必须考虑脉冲后波形特征,即使具有相似的初级脉冲参数.
• 这一发现开辟了通过控制脉冲后特性来优化nsPEF应用的新途径.