活細胞成像下的SiO2-Fe3O4納米協(xié)同自噬調控

    納米技術的快速發(fā)展擴大了其應用范圍，并對現(xiàn)代納米系統(tǒng)產(chǎn)生了協(xié)同影響。對人類接觸納米材料的安全性進行全面評估已變得越來越重要。除了細胞增殖和凋亡的特征外，自噬的影響對于了解納米材料的影響也至關重要。自噬過程是一個將多余和不必要的物質從細胞中排出并調節(jié) ROS 平衡的過程。自噬的生理平衡可以減少細胞衰老，改善細胞生長和增殖。
    在生物醫(yī)學領域，氧化鐵（Fe₃O₄）和二氧化硅（SiO₂）是最常見的納米材料，進入細胞后，納米粒子會降解成鐵，并通過改變線粒體相關細胞器的結構誘導活性氧（ROS）的生成。過量的 ROS 會在細胞內產(chǎn)生連鎖反應并引起細胞自噬。
    因此，本研究利用 HEK-293 腎細胞來了解Fe₃O₄和SiO₂納米顆粒對細胞自噬的誘導和擾動變化，為疾病治療的輔助療法提供一種臨床策略。

本研究活細胞成像儀監(jiān)測細胞自噬方法：
使用 Celloger Mini Plus（康和達）進行拍攝。
    將LC3轉染細胞以每孔 1 × 10⁶ 數(shù)量種在 6 孔板上并培養(yǎng)24小時。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 小時內每 10 分鐘拍攝一次圖像并生成視頻。
結果：
    在本研究中，為了評估自噬調節(jié)，生成了 LC3 轉染細胞。通過分析 LC3 的變化，Western blot和 RT-qPCR 證實了自噬的調節(jié)作用。結果發(fā)現(xiàn)納米顆粒處理后 LC3 的強度增加，表明自噬可能增強（如圖1）。  
    為進一步研究LC3表達及實時變化，本研究利用共聚焦顯微鏡和活細胞成像儀（康和達，Celloger Mini Plus）來進行觀測。 結果表明，納米粒子處理后觀察到的強烈綠色熒光，表明 LC3 表達增強，證實了自噬體的形成。LC3在 SiO₂ 以及Fe₃O₄ 和 SiO₂ 混合物中表達更高（如圖2）。活細胞監(jiān)測中的綠色熒光強度從0小時開始增加，超過了陰性對照組的熒光強度（如圖3）。 結論：
    研究表明SiO₂ 和 Fe₃O₄ NPs 影響了自噬體的形成。SiO₂和Fe₃O₄納米粒子在應激誘導下激活了自噬潛能。自噬的持續(xù)激活促進了細胞增殖，有助于修復腎臟損傷。這一發(fā)現(xiàn)證明了一種新的自噬調節(jié)途徑。  
    自噬在控制細胞行為方面發(fā)揮著重要作用。細胞內自噬水平過高或過低都會促進細胞衰老、抑制細胞生長并促使細胞凋亡。本研究中應用活細胞成像儀（康和達，Celloger® Mini Plus）研究細胞自噬，這種技術的特點是低光毒性與低干擾，能夠實現(xiàn)長時間監(jiān)測與自動化分析，為研究人員提供準確的實驗數(shù)據(jù)以及大大減輕了研究人員的工作負擔。