Роль потенциал-зависимых калиевых каналов в формировании клеточного отклика на электрическую стимуляцию клеток в культуре

Куницкая Ю. Н.; Кочеткова Т. А.; Коваленко Е. А.; Булай П. М.; Питлик Т. Н.; Пашкевич С. Г.; Денисов А. А.; Черенкевич С. Н.

Роль потенциал-зависимых калиевых каналов в формировании клеточного отклика на электрическую стимуляцию клеток в культуре

Куницкая Ю. Н., Кочеткова Т. А., Коваленко Е. А., Булай П. М., Питлик Т. Н., Пашкевич С. Г., Денисов А. А., Черенкевич С. Н.

2019

https://doi.org/10.29235/1561-8323-2019-63-5-578-583

Применение электрических полей для формирования определенного клеточного отклика находит применение в различных областях биологии и медицины. Неоднократно обсуждалась эффективность методов, основанных на действии электрических полей. Однако отсутствие описания точного механизма действия электрической стимуляции на клетки в культуре осложняет процесс разработки протоколов стимуляции. Таким образом, установление механизма трансдукции сигнала в клетках при действии электрических полей является актуальным. Цель работы - изучение роли калиевых потенциал-зависимых каналов в формировании клеточного отклика в условиях долговременной электрической стимуляции. Исследования проводили на культуре клеток глиомы С6. Для проведения электрической стимуляции использовали импульсное электрическое поле с напряженностью 3-20 В/м с длительностью бифазных импульсов 2 мс и частотой 10 Гц. Для проведения ингибиторного анализа использовали 4-аминопиридин. Установлено, что изменение мембранного потенциала при действии электрического поля происходит при участии калиевых потенциал-зависимых ионных каналов. Выявлено, что применение ингибитора калиевых потен-циал-зависимых ионных каналов частично нивелирует эффекты действия поля. Таким образом, калиевые потенци-ал-зависимые каналы играют важную роль в процессах трансдукции сигнала в клетках при долговременной электрической стимуляции культуры клеток.

Куницкая Ю. Н., Кочеткова Т. А., Коваленко Е. А., Булай П. М., Питлик Т. Н., Пашкевич С. Г., Денисов А. А., Черенкевич С. Н. Роль потенциал-зависимых калиевых каналов в формировании клеточного отклика на электрическую стимуляцию клеток в культуре. Доклады Национальной академии наук Беларуси. 2019;63(5):578-583. https://doi.org/10.29235/1561-8323-2019-63-5-578-583

Цитирование

Список литературы

1. Ion channels in health and disease / B. A. Niemeyer [et al.] // EMBO Reports. - 2001. - Vol. 2, N 7. - P. 568-573. https://doi.org/10.1093/embo-reports/kve145

2. Potassium channels in cell cycle and cell proliferation / D. Urrego [et al.] // Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. - 2014. - Vol. 369, N 1638. - P. 1-10. https://doi.org/10.1098/rstb.2013.0094

3. Franklin, B. M. Sine-wave electrical stimulation initiates a voltage-gated potassium channel-dependent soft tissue response characterized by induction of hemocyte recruitment and collagen deposition / B. M. Franklin, E. Maroudas, J. L. Osborn // Physiological Reports. - 2016. - Vol. 4, N 12. - P. 1-10. https://doi.org/10.14814/phy2.12832

4. Differential effect of brief electrical stimulation on voltage-gated potassium channels / M. A. Cameron [et al.] // J. Neurophysiol. - 2017. - Vol. 117, N 5. - P. 2014-2024. https://doi.org/10.1152/jn.00915.2016

5. Пролиферативная активность и мембранный потенциал клеток линий С6 и №La при культивировании в условиях электрической стимуляции / Ю. Н. Куницкая [и др.] // Весщ Нац. акад. навук Беларуси Сер. бiял. навук. - 2017. -№ 2. - С. 7-13.

6. Electrical stimulation enhances cell migration and integrative repair in the meniscus / X. Yuan [et al.] // Scientific reports. - 2015. - Vol. 4, N 1. - P. 1-12. https://doi.org/10.1038/srep03674

7. Biphasic Electrical Currents Stimulation Promotes both Proliferation and Differentiation of Fetal Neural Stem Cells / K. A. Chang [et al.] // PLoS ONE. - 2011. - Vol. 6, N 4. - P. 1-11 (e18738). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0018738

8. Temporal lobe epileptiform activity following systemic administration of 4-aminopyridine in rats / M. Levesque [et al.] // Epilepsia. - 2013. - Vol. 54, N 4. - P. 596-604. https://doi.org/10.1111/epi.12041

9. Inverse Modulation of Neuronal Kv12.1 and Kv11.1 Channels by 4-Aminopyridine and NS1643 / M. Dierich [et al.] // Front. Mol. Neurosci. - 2018. - Vol. 11. - P. 1-13. https://doi.org/10.3389/fnmol.2018.00011

10. Khalili, A. A. A Review of Cell Adhesion Studies for Biomedical and Biological Applications / A. A. Khalili, M. R. Ahmad // Int. J. Mol. Sci. - 2015. - Vol. 16, N 8. - P. 18149-18184. https://doi.org/10.3390/ijms160818149

11. Inhibitory effects of tetraethylammonium on proliferation and voltage-gated potassium channels in human cervical carcinoma cell line SiHa / X. B. Han [et al.] // Ai zheng. - 2006. - Vol. 25, N 4. - P. 451-455.

12. Куницкая, Ю. Н. Равновесный трансмембранный потенциал опухолевых клеток линий C6, НЕр-2с и НЕК при пролиферации / Ю. Н. Куницкая, Е. Н. Голубева // Сб. работ 70-й науч. конф. студентов и аспирантов Белорус. гос. ун-та. - Минск, 2013. - Ч. 1. - С. 134-137.

13. Эффекты стимуляции клеток в культуре переменным электрическим полем с различными параметрами / Ю. Н. Куницкая [и др.] // Междунар. науч. конф. «Молекулярные, мембранные и клеточные основы функционирования биосистем». - Минск, 2018. - С. 80.

14. Regulation of intracellular calcium concentration by nanosecond pulsed electric fields / S. S. Scarlett [et al.] // Bio-chimica et Biophysica Acta. - 2009. - Vol. 1788, N 5. - P. 1168-1175. https://doi.org/10.1016/j.bbamem.2009.02.006

Источник

Информация

Автор

Куницкая Ю. Н. Белорусский государственный университет
Кочеткова Т. А. Белорусский государственный университет
Коваленко Е. А. Белорусский государственный университет
Булай П. М. Белорусский государственный университет
Питлик Т. Н. Белорусский государственный университет
Пашкевич С. Г. Институт физиологии, Национальная академия наук Беларуси
Денисов А. А. Белорусский государственный университет
Черенкевич С. Н. Белорусский государственный университет

Страницы

578-583

Год издания

2019

Ключевые слова

Коллекции

Доклады Национальной академии наук Беларуси