نانومورفولوژی و بازسازی مکانیکی سلول های بنیادی مزانشیمی طی آپوپتوز اولیه بوسیله میکروسکوپ نیروی اتمی تشخیص داده شد

تاریخ انتشار: دوشنبه 19 اسفند 1398 | امتیاز: Article Rating

آپوپتوز سلول های بنیادی به طور گسترده ای در تکوین جنینی، بازسازی بافتی، ترمیم، پیری و پاتوفیزیولوژی بیماری وجود دارد. مکانیسم مولکولی آپوپتوز سلول های بنیادی به طور گسترده ای بررسی شده است. با این حال، تغییرات در بیومکانیک و نانومورفولوژی به ندرت مطالعه شده است. بنابراین، یک مدل آپوپتوزی برای سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان(BMSCs) و بازسازی ویژگی های مکانیکی و نانومورفولوژی به طور دقیق بررسی شد. میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM)، میکروسکوپ الکترونی نگاره(SEM)، میکرسکوپ کانفوکال نگاره لیزری(LSCM)، فلوسایتومتری و آنالیز شمارش سلولی Kit-8 برای ارزیابی ماژول الاستیسیته سلولی، ژئومتری، نانومورفولوژی، فراساختار سطح سلول، زنده مانی زیستی و سیگنال اپوپتوزی اولیه(فسفاتیدیل سرین، PS) به کار برده شد. نتایج نشان داد که ماژول الاستیسته سلولی و حجم به طور قابل توجهی کاهش یافت، در حالی که زبری سطح سلول به طور واضحی طی اولین تیمار سه ساعته سیتوکالازین B افزایش یافت. علاوه بر این، این تغییرات قرار گرفتن در معرض سیگنال آپوپتوزی زیستی فسفاتیدیل سرین را پیش برد. این یافته ها نشان داد که آسیب مکانیکی سلولی با آپوپتوز BMSCs مرتبط بود و تغییرات در مکانیک و نانو مورفولوژی ممکن است یک شاخص حساس به تشخیص تغییرات در زنده مانی سلولی طی آپوپتوز باشد. نتایج در درک بیشتر آپوپتوز از چشم انداز مکانیک سلولی مشارکت دارد.

Biol Open. 2020 Feb 21. pii: bio.048108. doi: 10.1242/bio.048108. [Epub ahead of print]

Nanomorphological and mechanical reconstruction of mesenchymal stem cells during early apoptosis detected by atomic force microscopy.

Su X1,2,3Zhou H1,3Bao G4,3Wang J2Liu L1,3Zheng Q1,3Guo M1,3Zhang J1,3.

Abstract

Stem cell apoptosis exists widely in embryonic development, tissue regeneration, repair, aging and pathophysiology of disease. The molecular mechanism of stem cell apoptosis has been extensively investigated. However, alterations in biomechanics and nanomorphology have rarely been studied. Therefore, an apoptosis model was established for bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) and the reconstruction of the mechanical properties and nanomorphology of the cells were investigated in detail. Atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM), laser scanning confocal microscopy (LSCM), flow cytometry and Cell Counting Kit-8 analysis were applied to assess the cellular elasticity modulus, geometry, nanomorphology, cell surface ultrastructure, biological viability and early apoptotic signal (phosphatidylserine, PS). The results indicated that the cellular elastic modulus and volume significantly decreased, whereas the cell surface roughness obviously increased during the first 3 h of cytochalasin B (CB) treatment. Moreover, these alterations preceded the exposure of biological apoptotic signal PS. These findings suggested that cellular mechanical damage is connected with the apoptosis of BMSCs, and the alterations in mechanics and nanomorphology may be a sensitive index to detect alterations in cell viability during apoptosis. The results contribute to a further understanding of the apoptosis from the perspective of cell mechanics.

PMID: 32086253
ثبت امتیاز
آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان