等離子體對HepG2細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)及對神經(jīng)干細(xì)胞分化影響的研究.pdf

1、大氣壓常溫等離子體（Atmospheric Pressure Room Temperature Plasma Jets,APRTP-Js），不僅具有成本低、操作靈活和含有豐富的化學(xué)活性粒子等諸多的優(yōu)點(diǎn)，而且等離子體溫度約300 K，接近室溫，使其適合應(yīng)用于熱敏感儀器或生物材料如內(nèi)窺鏡，細(xì)胞和活組織。除此之外，由于等離子體可以在開放的空間中產(chǎn)生，從而打破了被處理的物體受空間大小的限制，因此，大氣壓常溫等離子體射流在生物醫(yī)學(xué)中有著十分廣泛的

2、應(yīng)用前景。
　　微等離子體雖然被限制在一個尺度為毫米量級的有限空間范圍內(nèi)，但是它仍然具有一些常規(guī)等離子體的特性，如可以釋放許多不同的化學(xué)活性粒子，主要是活性氧（ROS）和活性氮（RNS）。由于微等離子體能夠在大氣壓下工作，其溫度接近室溫，使被處理的生物材料避免了熱和電場造成的損傷。此外，微等離子體定位精度高，可以精準(zhǔn)的對單個細(xì)胞進(jìn)行操作。
　　癌癥和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療已成為目前醫(yī)學(xué)研究的重點(diǎn)。癌癥的病死率僅次于心血管疾病，是

3、造成人類死亡的第二大疾病。目前治療癌癥常規(guī)的方法有放療、化療和手術(shù)療法，這些方法都有明顯的副作用。而神經(jīng)系統(tǒng)疾病也已經(jīng)對人們的生活質(zhì)量造成了很大的威脅。目前為止，雖然可以通過移植治療、基因治療和藥物治療等方法在一定程度上治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病，但這些方法都存在一些不足。因此，探究治療癌癥和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的新方法已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)。
　　本研究針對癌癥治療和神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療，探討微等離子體對單個癌細(xì)胞凋亡的有效誘導(dǎo)和對神經(jīng)干細(xì)胞分化調(diào)控。同

4、時，本研究在等離子體與神經(jīng)干細(xì)胞之間的作用機(jī)理方面也進(jìn)行了一定的研究。主要研究內(nèi)容和主要結(jié)果如下：
　　（1）研究了單細(xì)胞水平的微等離子體處理與HepG2細(xì)胞凋亡的關(guān)系：通過減小微電極尖端直徑至1-2μm，以實(shí)現(xiàn)在單細(xì)胞水平精準(zhǔn)地處理細(xì)胞。研究結(jié)果表明，單細(xì)胞水平的微等離子體可以誘導(dǎo)HepG2細(xì)胞凋亡，但對正常的肝細(xì)胞L-02的損傷較小，這一結(jié)果對微等離子體的臨床應(yīng)用提供了依據(jù)。
　?。?）研究了ROS和RNS與微等離子體誘

5、導(dǎo)HepG2細(xì)胞凋亡的關(guān)系：用光譜儀分析微等離子體中的化學(xué)活性粒子發(fā)現(xiàn)，微等離子體中的化學(xué)活性粒子主要是活性氧和活性氮；分別用沒有被石蠟包被的微電極（產(chǎn)生微等離子體，有活性氧和活性氮的產(chǎn)生）和被石蠟包被的微電極（不產(chǎn)生微等離子體，無活性氧和活性氮的產(chǎn)生）隨機(jī)處理4個HepG2細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)沒有被石蠟包被的微電極處理的HepG2細(xì)胞發(fā)生了凋亡，這一結(jié)果說明微等離子體誘導(dǎo)單細(xì)胞水平的HepG2細(xì)胞凋亡與其產(chǎn)生的化學(xué)活性粒子有關(guān)。
　　（3

6、）實(shí)現(xiàn)了等離子體對小鼠C17.2-NSCs神經(jīng)干細(xì)胞分化的有效調(diào)控：優(yōu)化了大氣壓常溫等離子體的放電參數(shù)，并用MTT法確定了等離子體對小鼠C17.2-NSCs無細(xì)胞毒作用的能量密度；通過調(diào)節(jié)等離子體處理時間30 s，45 s和60 s，調(diào)控小鼠C17.2-NSCs的分化，結(jié)果表明，等離子體處理60 s，可明顯促進(jìn)小鼠C17.2-NSCs向神經(jīng)元的分化。
　?。?）研究了NO與等離子體促進(jìn)小鼠C17.2-NSCs分化的關(guān)系：用光譜儀分

7、析了等離子體在275-290 nm波長的發(fā)射光譜，發(fā)現(xiàn)本研究放電產(chǎn)生的等離子體主要活性成分為NO；進(jìn)一步研究NO與等離子體促進(jìn)小鼠C17.2-NSCs分化的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，等離子體處理可以導(dǎo)致小鼠C17.2-NSCs細(xì)胞外培養(yǎng)基中NO濃度的升高并誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)iNOS表達(dá)。以上研究結(jié)果表明，NO參與了等離子體促進(jìn)小鼠C17.2-NSCs的分化。
　?。?）研究了等離子體與神經(jīng)干細(xì)胞分化相關(guān)的神經(jīng)營養(yǎng)因子之間的關(guān)系：Western Blot和