Science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Onderzoek naar individuele reacties van colorectale kankercellen op H₂O₂-eustress

Links:De studie maakt gebruik van hopping probe scanning ion conductance microscopie (HPICM) om op niet-invasieve wijze de cellulaire morfologie en mechanische eigenschappen van individuele Caco-2-cellen van colorectale kanker te onderzoeken, waardoor nauwkeurige beeldvorming en karakterisering mogelijk wordt gemaakt zonder fysiek contact. Midden:Zeer gevoelige Pt-gefunctionaliseerde koolstofnano-elektroden maken het meten van dynamische veranderingen in extracellulaire naar intracellulaire H2 mogelijk O2 gradiënten van individuele Caco-2-cellen onder H2 O2 eustress-omstandigheden. Rechts:Uit het onderzoek bleek dat Caco-2-cellen reageerden op H2 O2 eustress bij 0,1 mM door de cellulaire F-actine-afhankelijke stijfheid te vergroten, maar deze stijfheid nam af bij 1 mM. Credit:Wetenschapsbulletin (2024). DOI:10.1016/j.scib.2024.04.004

Dat blijkt uit een recente studie gepubliceerd in het tijdschrift Science Bulletin hebben onderzoekers van het Nano Life Science Institute (WPI-NanoLSI) van de Kanazawa Universiteit gebruik gemaakt van hopping probe scanning ion conductance microscopie (HPICM) en zeer gevoelige platina-gefunctionaliseerde nano-elektroden om een ​​diepgaand onderzoek uit te voeren naar de dynamische respons van individuele levende colorectale kanker Caco -2 cellen tot veranderingen in intracellulair en extracellulair waterstofperoxide (H2 O2 ) gradiënten, specifiek gericht op eustress, op eencellig niveau en in realtime.



Hun bevindingen zijn veelbelovend voor innovatieve therapieën tegen kanker en H2 O2 -gerelateerde ontstekingsziekten.

De productie van reactieve zuurstofsoorten (ROS) speelt een belangrijke rol bij verschillende ziekten, waaronder atherosclerose, chronische obstructieve longziekte en kanker. Ondanks veelbelovende preklinische antioxidanttherapieën hebben klinische onderzoeken onbevredigende resultaten opgeleverd. Waterstofperoxide (H2 O2 ), een stabiel ROS-derivaat, fungeert als een cruciale deelnemer aan fysiologische signalen door als eustressor te dienen.

De concentratie van H2 O2 in de tumormicro-omgeving is nauw verbonden met het optreden en de progressie van colorectale kanker. Een dieper begrip van hoe H2 O2 functies en de specifieke werkzaamheid ervan in individuele kankercellen kunnen de weg vrijmaken voor effectievere ROS-gerelateerde behandelingen.

De auteurs gebruikten hopping probe scanning ion conductivity microscopie (HPICM) naast Pt-gefunctionaliseerde nano-elektroden om de dynamische respons in celmorfologie, celmechanische eigenschappen en extracellulaire tot intracellulaire eustress H2 kwantitatief te beoordelen. O2 gradiënten van individuele Caco-2-cellen van colorectale kanker onder H2 O2 eustress.

Uit het onderzoek is gebleken dat blootstelling aan 0,1 of 1 mmol/L H2 O2 eustress verhoogde de extracellulaire naar intracellulaire H2 O2 gradiënt van respectievelijk 0,3 naar 1,91 of 3,04. Bovendien bleek uit het onderzoek dat de F-actine-afhankelijke celstijfheid toenam onder eustress van 0,1 mmol H2 O2 maar nam af onder een stress van 1 mmol H2 O2 .

Bovendien werd de door eustress geïnduceerde celstijfheid positief gereguleerd door AKT-activering en had een negatieve invloed op de expressie van de H2 O2 -wegvangend enzym GPX2, waardoor uiteindelijk relatief stabiele cellulaire H2 behouden blijft O2 niveaus.

Deze studie suggereert dat de eustress wordt veroorzaakt door lage niveaus van H2 O2 kan bijdragen aan het mislukken van sommige H2 O2 gerichte therapieën. De resultaten onthullen een nieuw samenspel tussen cellulaire fysische eigenschappen en biochemische signalering in de antioxidantafweer van kankercellen, wat licht werpt op het gebruik van H2 O2 eustress voor overleving op eencellig niveau.

Dit begrip is van cruciaal belang voor het begrijpen van de ontwikkeling van kanker en andere H2 O2 -gerelateerde ontstekingsziekten. GPX onder H2 wordt geblokkeerd O2 eustress resulteerde in cytotoxiciteit, wat een mogelijke verbetering van de behandeling van darmkanker suggereert. Deze bevindingen zijn veelbelovend voor de ontwikkeling van innovatieve therapieën gericht op kanker en H2 O2 -gerelateerde ontstekingsziekten.

Meer informatie: Dong Wang et al., Onderzoek naar individuele reacties van colorectale kankercellen op H2 O2 eustress met behulp van hopping probe scanning iongeleidingsmicroscopie, Science Bulletin (2024). DOI:10.1016/j.scib.2024.04.004

Aangeboden door Kanazawa Universiteit




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Welke elementen worden in levende organismen gevonden?
  2. Hoe spreken felle kleuren kinderen aan?
  3. Stervende zalm brengt de enorme viskwekerijindustrie van Noorwegen in moeilijkheden
  4. Nieuw experimenteel bewijs ontsluit een puzzel in vasculaire weefselengineering
  5. Het verschil tussen craniologie en frenologie
  6. Wat moet er gebeuren met de DNA-strengen in de kern voordat de cel kan delen?
  7. Wetenschappers hebben ontdekt dat de micro-inkapselingstechniek de efficiëntie van theeboomolie verhoogt voor duurzame toepassingen
  8. Onderzoek toont aan dat commerciële oogst van brekende schildpadden leidt tot bevolkingsafname
  9. Nieuwe biologische sensor detecteert verborgen ziekte in aardappelen

Wetenschap