研究のタイプ: 医学/生物学の研究 (experimental study)

[電界による胚性両生類細胞の透過亢進および融合] tech./dosim.

Electric-field-induced permeabilization and fusion of embryonic amphibian cells.

掲載誌: Exp Cell Res 1989; 184 (1): 207-218

この研究は、電界パルス法を、単離された直後または5日間培養されたイベリアトゲトカゲ(Pleurodeles waltl)の胚の外胚葉細胞に適用し、生細胞への細胞分子浸透、および細胞生存などへの影響を調べた。その結果、外胚葉細胞が透過性を有するようにするために必要な外部電界強度は、単離されたばかりの球形細胞の場合は500 V/cm、プレート状の培養細胞の場合は150-200 V/cmであった;透過性は、細胞からの代謝産物ATP)の漏出および細胞への外因性化合物(ピラニン)の取り込みの両方によって示された;電界強度をより高くした場合(単離されたばかりの細胞に対しては600 V/cm、プレート状の培養細胞に対しては300 V/cm)、細胞融合および合胞体構造が得られた;単離されたばかりの球形細胞は、最大600 V/cmの電界強度へのばく露直後の生存率が100 %であった;この値を超過すると細胞溶解が観察されたが、非溶解細胞基質上に広がり、正常に分化することが観察された;プレート状の培養細胞では、細胞生存率電界強度の増加とともに低下し、所定の電界値においては、細胞生存率パルスばく露後の培養経過時間とともに低下した;そうではあっても、300 V / cm以下の電界強度では、細胞の100%が基板に付着したままであり、その後の5日間、正常に分化した、と報告している。

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研究目的(著者による)

To determine adequate experimental conditions that allow electropermeabilization without damage to embryonic amphibian cells.

詳細情報

The technique of electropulsation has been shown to be highly efficient in promoting penetration of exogenous molecules into living cells, transfection, and cell fusion in different vegetal, animal, and bacterial cell systems. Introduction of such exogenous compounds, i.e., plasmids, into living cells is of interest for embryological studies.
Embryonic amphibian ectodermal cells from Pleurodeles waltl gastrulae were used.

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 1 Hz
Modulation type: pulsed
ばく露時間: 5 pulses
ばく露2: 1 Hz
Modulation type: pulsed
ばく露時間: 2 sets (5 s interval) of 3 pulses

ばく露1

主たる特性
周波数 1 Hz
タイプ
  • electric field
ばく露時間 5 pulses
Modulation
Modulation type pulsed
Pulse width 100 µs
Pulse type rectangular
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
  • electropulsator connected to a pair of parallel stainless steel electrodes
ばく露装置の詳細 The electrodes (5 or 10 mm apart) were dipped in half diluted Holtfreter's solution used as pulsating medium (1 mm thick, 4°C) and seeded against the bottom of the culture dish.
Additional information The whole procedure was performed on ice at 4°C.
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
電界強度 140 kV/m maximum 測定値 - -

ばく露2

主たる特性
周波数 1 Hz
タイプ
  • electric field
ばく露時間 2 sets (5 s interval) of 3 pulses
Modulation
Modulation type pulsed
Pulse width 100 µs
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
  • E1と同じ装置
Additional information The electrodes were rotated 90° between the two sets of pulsation.
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
電界強度 190 kV/m maximum 測定値 - -

ばく露を受けた生物:

方法 影響評価項目/測定パラメータ/方法

研究対象とした生物試料:
調査の時期:
  • ばく露後

研究の主なアウトカム(著者による)

The data demonstrated that embryonic gastrula cells from the amphibian P. waltl, either freshly dissociated or cultured for 5 days, could be permeabilized when submitted to an external electric field using high-voltage square wave pulses: 500 V/cm for isolated spherical cells and 150-200 V/cm for plated cultured cells.
With the application of higher field intensities (600 V/cm for freshly dissociated cells and 300 V/cm for cultured cells) cell fusion and syncytial structures could also be obtained.
Isolated spherical cells had 100% viability immediately after being pulsed at intensities up to 600 V/cm. Cell lysis was revealed above this value, although the nonlysed cells were observed to spread on a substrate and differentiate normally.
For the cultured plated cells, cell viability fell with increasing electric-field strength. Nevertheless, for electric-field intensities less than or equal to 300 V/cm, 100% of the cells remained attached to the substrate and differentiated normally over the following 5 days.

研究の種別:

研究助成