通过光生物调节进行安全的线粒体激活:正常和恶性细胞中明显的红色和近红外反应

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 细胞生物学 细胞生物学
• 照相医疗 (photomedicine) 是一种医学.

背景情况:

• 光生物调制 (PBM) 使用红色或近红外光来增强细胞功能.
• 对于PBM对恶性细胞的安全性尚未完全理解.
• 骨肌肉再生和癌症治疗是PBM应用的关键领域.

研究的目的:

• 调查PBM对骨肌肉和癌细胞的波长和流动性依赖的影响.
• 评估PBM对细胞活力,活性氧物种 (ROS) 生产和ATP水平的影响.
• 为了确定PBM在潜在的治疗应用中的生物能量安全性.

主要方法:

• 用660nm的LED或830nm的NIR激光照明处理小鼠肌细胞 (C2C12) 和人类肺腺癌细胞 (A549).
• 暴露于光线的流动性从0到20J/cm2之间有所不同.
• 细胞活力 (CCK-8测定),ROS水平和ATP度被量化.

主要成果:

• 在NIR光下,PBM诱导了C2C12细胞的双相反应,在5J/cm2下具有最佳活力和ATP水平,伴随着中度ROS增加.
• 尽管ROS升高,但A549细胞表现出稳定或略有下降的活力,这表明有差异性的氧化还原敏感性.
• 红色和NIR波长都在肌肉细胞中刺激了线粒体活动,而在癌细胞中没有过度刺激.

结论:

• PBM对细胞生物能量表现出波长和细胞类型特异性的影响.
• 这些发现表明,PBM在生物能量上是安全的,可能适合于骨肌肉再生研究.
• 不同的反应强调了在治疗环境中需要量身定制的PBM协议.