活細(xì)胞成像下的SiO2-Fe3O4納米協(xié)同自噬調(diào)控

    納米技術(shù)的快速發(fā)展擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍，并對(duì)現(xiàn)代納米系統(tǒng)產(chǎn)生了協(xié)同影響。對(duì)人類接觸納米材料的安全性進(jìn)行全面評(píng)估已變得越來越重要。除了細(xì)胞增殖和凋亡的特征外，自噬的影響對(duì)于了解納米材料的影響也至關(guān)重要。自噬過程是一個(gè)將多余和不必要的物質(zhì)從細(xì)胞中排出并調(diào)節(jié) ROS 平衡的過程。自噬的生理平衡可以減少細(xì)胞衰老，改善細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖。
    在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，氧化鐵（Fe₃O₄）和二氧化硅（SiO₂）是最常見的納米材料，進(jìn)入細(xì)胞后，納米粒子會(huì)降解成鐵，并通過改變線粒體相關(guān)細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)活性氧（ROS）的生成。過量的 ROS 會(huì)在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)并引起細(xì)胞自噬。
    因此，本研究利用 HEK-293 腎細(xì)胞來了解Fe₃O₄和SiO₂納米顆粒對(duì)細(xì)胞自噬的誘導(dǎo)和擾動(dòng)變化，為疾病治療的輔助療法提供一種臨床策略。

本研究活細(xì)胞成像儀監(jiān)測(cè)細(xì)胞自噬方法：
使用 Celloger Mini Plus（康和達(dá)）進(jìn)行拍攝。
    將LC3轉(zhuǎn)染細(xì)胞以每孔 1 × 10⁶ 數(shù)量種在 6 孔板上并培養(yǎng)24小時(shí)。后將培養(yǎng)基更換為含有 50 µg/mL Fe₃O₄、SiO₂ 的新培養(yǎng)基、 Fe₃O_4與SiO₂的混合物。之后在 24 小時(shí)內(nèi)每 10 分鐘拍攝一次圖像并生成視頻。
結(jié)果：
    在本研究中，為了評(píng)估自噬調(diào)節(jié)，生成了 LC3 轉(zhuǎn)染細(xì)胞。通過分析 LC3 的變化，Western blot和 RT-qPCR 證實(shí)了自噬的調(diào)節(jié)作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)納米顆粒處理后 LC3 的強(qiáng)度增加，表明自噬可能增強(qiáng)（如圖1）。  
    為進(jìn)一步研究LC3表達(dá)及實(shí)時(shí)變化，本研究利用共聚焦顯微鏡和活細(xì)胞成像儀（康和達(dá)，Celloger Mini Plus）來進(jìn)行觀測(cè)。 結(jié)果表明，納米粒子處理后觀察到的強(qiáng)烈綠色熒光，表明 LC3 表達(dá)增強(qiáng)，證實(shí)了自噬體的形成。LC3在 SiO₂ 以及Fe₃O₄ 和 SiO₂ 混合物中表達(dá)更高（如圖2）�；罴�(xì)胞監(jiān)測(cè)中的綠色熒光強(qiáng)度從0小時(shí)開始增加，超過了陰性對(duì)照組的熒光強(qiáng)度（如圖3）。 結(jié)論：
    研究表明SiO₂ 和 Fe₃O₄ NPs 影響了自噬體的形成。SiO₂和Fe₃O₄納米粒子在應(yīng)激誘導(dǎo)下激活了自噬潛能。自噬的持續(xù)激活促進(jìn)了細(xì)胞增殖，有助于修復(fù)腎臟損傷。這一發(fā)現(xiàn)證明了一種新的自噬調(diào)節(jié)途徑。  
    自噬在控制細(xì)胞行為方面發(fā)揮著重要作用。細(xì)胞內(nèi)自噬水平過高或過低都會(huì)促進(jìn)細(xì)胞衰老、抑制細(xì)胞生長(zhǎng)并促使細(xì)胞凋亡。本研究中應(yīng)用活細(xì)胞成像儀（康和達(dá)，Celloger® Mini Plus）研究細(xì)胞自噬，這種技術(shù)的特點(diǎn)是低光毒性與低干擾，能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)與自動(dòng)化分析，為研究人員提供準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及大大減輕了研究人員的工作負(fù)擔(dān)。