Study of EA.hy926 Endothelial Cells by Atomic Force and Scanning Ion-Conductance Microscopy

S. N. Pleskova; Плескова С. Н.; N. A. Bezrukov; Безруков Н. А.; E. N. Gorshkova; Горшкова Е. Н.; S. Z. Bobyk; Бобык С. З.; E. V. Lazarenko; Лазаренко Е. В.

doi:10.31857/S0041377123050073

Исследование эндотелиальных клеток линии EA.hy926 методами атомно-силовой и сканирующей ион-проводящей микроскопии

Авторы: Плескова С.Н.¹^,2, Безруков Н.А.¹, Горшкова Е.Н.¹, Бобык С.З.¹, Лазаренко Е.В.¹^,2
Учреждения:
1. Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, научно-исследовательская лаборатория сканирующей зондовой микроскопии
2. Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, кафедра “Нанотехнологии и биотехнологии”
Выпуск: Том 65, № 5 (2023)
Страницы: 437-446
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/0041-3771/article/view/140095
DOI: https://doi.org/10.31857/S0041377123050073
EDN: https://elibrary.ru/GZFQWG
ID: 140095

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Разработана и апробирована двухсекционная аналитическая система для исследования культуры эндотелиальных клеток EA.hy926 в режиме реального времени с высоким разрешением. Показано, что релевантные результаты дает метод сканирующей ион-проводящей микроскопии, поскольку он обеспечивает отсутствие механических воздействий на клетки, и с его помощью возможно сканирование на мембранах, обеспечивающих окружение эндотелиальных клеток питательной средой. Метод дал возможность визуализировать не только изменения поверхности клеток в процессе длительного сканирования, но и детектировать внеклеточные (микрофиламенты) и внутриклеточные (ядрышко) структуры. Построение карт ригидности позволило определить, что значение жесткости мембран эндотелиоцитов находится в диапазоне от 357 до 796 Па. Через 240 мин от начала наблюдения начиналось формирование апоптозных тел эндотелиальными клетками, при этом ригидность самих клеток постепенно нарастала, а апоптозных тел – уменьшалась.

Ключевые слова

эндотелиоциты, апоптоз, ригидность мембраны, морфология клетки, микроструктуры, двухсекционная аналитическая камера, сканирующая ион-проводящая микроскопия, атомно-силовая микроскопия

Список литературы

Горн М.М., Хейтц У.И., Сверинген П.Л., Вебер К.С. 1999. Водно-электролитный и кислотно-основной баланс. СПб.–М.: Невский Диалект, БИНОМ. (Gorn M.M., Heitz W.I., Swearingen P.L., Weber K.S. 1999. Water-electrolyte and acid-base balance. SPb.–M.: Nevsky Dialect, BINOM) (Horne M.M., Heitz U.E., Swearingen P.L. 1991. Fluid, electrolyte, and acid-base balance: a case study approach. St. Louis: Mosby Inc.)
Плескова С.Н. 2011. Атомно-силовая микроскопия в биологических и медицинских исследованиях. Долгопрудный: Интеллект. (Pleskova S.N. 2011. Atomic-force microscopy in biology and medicine. Dolgoprudny: Intellect.)
Bai M., Grieshaber-Bouyer R., Wang J., Schmider A.B., Wilson Z.S., Zeng L., Halyabar O., Godin M.D., Nguyen H.N., Levescot A., Cunin P., Lefort C.T., Soberman R.J., Nigrovic P.A. 2017. CD177 modulates human neutrophil migration through activation-mediated integrin and chemoreceptor regulation. Blood. V. 130. P. 2092.
Glasser L., Fiederlein R.L., Huestis D.W. 1985. Liquid preservation of human neutrophils stored in synthetic media at 22 degrees C: controlled observations on storage variables. Blood. V. 66. P. 267.
Grzelak K., Łaszcz J., Polkowski J., Mastalski P., Kluczyński J., Łuszczek J., Torzewski J., Szachogłuchowicz I., Szymaniuk R. 2021. Additive manufacturing of plastics used for protection against COVID19 – the influence of chemical disinfection by alcohol on the properties of ABS and PETG polymers. Materials (Basel). V. 14. P. 4823.
Helms H.C., Abbott N.J., Burek M., Cecchelli R., Couraud P.O., Deli M.A., Förster C., Galla H.J., Romero I.A., Shusta E.V., Stebbins M.J., Vandenhaute E., Weksler B., Brodin B. 2016. In vitro models of the blood-brain barrier: An overview of commonly used brain endothelial cell culture models and guidelines for their use. J. Cereb. Blood Flow. Metab. V. 36. P. 862.
Kérourédan O., Bourget J.M., Rémy M., Crauste-Manciet S., Kalisky J., Catros S., Thébaud N.B., Devillard R. 2019. Micropatterning of endothelial cells to create a capillary-like network with defined architecture by laser-assisted bioprinting. J. Mater. Sci. Mater. Med. V. 30. P. 28. https://doi.org/10.1007/s10856-019-6230-1
Kosheleva N.V., Efremov Y.M., Koteneva P.I., Ilina I.V., Zurina I.M., Bikmulina P.Y., Shpichka A.I., Timashev P.S. 2022. Building a tissue: mesenchymal and epithelial cell spheroids mechanical properties at micro- and nanoscale. Acta. Biomater. V. 2022. S1742-7061(22)00621-3. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2022.09.051
Marin V., Kaplanski G., Grès S., Farnarier C., Bongrand P. 2001 Endothelial cell culture: protocol to obtain and cultivate human umbilical endothelial cells. J. Immunol. Methods. V. 254. P. 183.
Pleskova S.N. 2010. Behavior of the living neutrophil granulocytes under a lipopolisaccharide condition observed in real time by atomic force microscopy. In: Handbook of granulocytes. Classification, toxic materials produced and pathology. N.Y.: Nova Science Publishers. P. 289.
Pleskova S.N., Bobyk S.Z., Kriukov R.N., Gorshkova E.N., Novikov D.V., Vasilchikov P.I., Bezrukov N.A., Novikov V.V. 2021. S. aureus and E. coli change the force and work of adhesion between P- and E-selectins of endothelial cells and ligands of neutrophil granulocytes. Micron. V. 150. 103139. https://doi.org/10.1016/j.micron.2021.103139
Rodriguez-Quijada C., Dahl J.B. 2020. Non-contact microfluidic mechanical property measurements of single apoptotic bodies. Biochim. Biophys. Acta. Gen. Subj. V. 1865. P. 129 657. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2020.129657
Roux F., Couraud P.O. 2005. Rat brain endothelial cell lines for the study of blood-brain barrier permeability and transport functions. Cell. Mol. Neurobiol. V. 25. P. 41.
Shah Mohammadi M., Buchen J.T., Pasquina P.F., Niklason L.E., Alvarez L.M., Jariwala S.H. 2021. Critical considerations for regeneration of vascularized composite tissues. Tissue Eng. B. Rev. V. 27. P. 366.
Watanabe S., Lehmann M., Hujber E., Fetter R.D., Richards J., Söhl-Kielczynski B., Felies A., Rosenmund C., Schmoranzer J., Jorgensen E.M. 2014. Nanometer-resolution fluorescence electron microscopy (nano-EM) in cultured cells. Methods Mol. Biol. V. 1117. P. 503.