通过光终身成像显微镜可视化细胞内环境和电场诱导的细胞反应
Kamlesh Awasthi1,2, Wei-Chen Huang3, Hsin-Yun Hsu3,4
1Department of Applied Chemistry, Institute of Molecular Science, National Yang Ming Chiao Tung University, 1001 Ta-Hsueh Rd., Hsinchu, 300093, Taiwan. kaawasthi@gmail.com.
Scientific reports
|December 14, 2025
概括
光成像揭示了,线粒体和乳腺细胞中的电潜力之间的独特关系. 纳米秒脉冲电场 (nsPEF) 在癌症和正常细胞以及癌症亚型之间对细胞内条件产生不同影响.
科学领域:
- 细胞生物学 细胞生物学
- 生物物理学的生物物理.
- 光学成像技术的成像
背景情况:
- 基于光的光学技术为细胞功能和诊断提供了关键的见解.
- 了解细胞内动力学和器官沟通对于生物研究至关重要.
- 之前的研究强调了细胞内参数在细胞健康和疾病中的重要性.
研究的目的:
- 使用光终身成像显微镜 (FLIM) 调查细胞内环境和器官通信.
- 探索细胞内 (Ca2+),线粒体功能和膜电潜之间的相互关系.
- 检查纳秒脉冲电场 (nsPEF) 刺激对乳腺细胞中这些细胞内参数的影响.
主要方法:
- 使用的FLIM与外源的 (俄勒冈绿色488 BAPTA-1 AM,Fluovolt) 和内源的 (NAD(P) H,FAD) 光体.
- 在乳腺癌 (MCF7,MDA-MB-231) 和正常 (MCF10A) 细胞中应用nsPEF刺激.
- 分析光寿命图像以量化细胞内Ca2 +,线粒体功能和膜潜力的变化.
主要成果:
- 在所有细胞类型中确定了Ca2 +,线粒体功能和膜潜力之间的特征三角相互作用.
- 观察到不同的nsPEF调节模式:MCF7细胞显示了最初的细胞溶液Ca2+变化,随后是线粒体变化.
- MCF7,MDA-MB-231和MCF10A细胞对nsPEF表现出不同的反应,表明亚型特定的细胞内动力学.
结论:
- 细胞内条件和对nsPEF的反应在癌细胞和正常乳腺细胞之间存在显著差异.
- 乳腺癌细胞的亚型对nsPEF表现出明显的细胞内反应,表明独特的细胞机制.
- FLIM是一种强大的工具,用于剖析复杂的细胞内动力学和对外部刺激的反应.
