对单个电孔的实时成像证明了它们在细胞中的寿命
Mantas Silkunas1, Giedre Silkuniene1, Andrei G Pakhomov2
1Frank Reidy Research Center for Bioelectrics, Old Dominion University, Norfolk, VA, 23508, USA; Institute for Digestive System Research, Lithuanian University of Health Sciences, 44307, Kaunas, Lithuania.
Biochemical and biophysical research communications
|December 29, 2023
概括
电穿孔产生长寿命的细胞膜毛孔,持续数分钟,与分子模型中看到的短寿命毛孔不同. 这项研究视觉跟踪了个体毛孔,证实了它们在细胞中的长期存在.
科学领域:
- 细胞生物学 细胞生物学
- 生物物理学的生物物理.
- 膜电穿孔的电穿孔是什么?
背景情况:
- 电穿孔研究跨越了50多年,但细胞膜透的确切性质仍然不清楚.
- 分子模型表明电孔的寿命在纳秒到微秒范围内,与观察到的持续数分钟的细胞透形成形成鲜明对比.
研究的目的:
- 解决关于电穿孔后长时间的细胞膜通透性是否是由长寿命毛孔引起的争论.
- 开发和使用一种用于动态监测和活细胞中单个电孔的导电量测量的新方法.
主要方法:
- 在装有 CAL-520 染料的 HEK 细胞中利用时间间隔总内部反射光 (TIRF) 成像.
- 在氧化物 (ITO) 表面上使用补丁设置,以应用电脉冲并监测指示单个电孔活动的 (Ca2+) 过渡物.
- 测量单孔导电性使用电压步骤在特定的时间点在电穿孔后.
主要成果:
- 通过电脉冲引起的焦点Ca2+瞬态体识别了个别电孔.
- 观察到一些电孔持续超过一分钟,称为"Ca2+羽毛",而另一些则在几毫秒内消失.
- 对于这些长寿毛孔,确定了从80到200 pS的单孔导电度值.
结论:
- 提供了对活细胞内的电孔寿命的直接实验证据.
- 对比了长寿命细胞电孔的发现与分子模拟预测的短寿命,并在脂质双层实验中观察到.
- 解决了一个长期以来的争论,证明延长的透确实是由于稳定,寿命长的电孔的形成.
