Effects of LPLI on microglial phagocytosis in LPS-induced neuroinflammation model

Microglial activation plays an important role in neurodegenerative diseases.Once activated,they have macrophage-like capabilities,which can be beneficial by phagocytosis and harmful by se-cretion of neurotoxins.However,the resident microglia always fail to trigger an effective pha-gocytic response to clear dead cells or Aβdeposits during the progression of neurodegeneration.Therefore,the regulation of microglial phagocytosis is considered a useful strategy in searchingfor neuroprotective treatments.In this study,our results showed that low-power laser iradiation(LPLI)(20 J/cm²)could enhance microglial phagocytic function in LPS-activated microglia.Wefound that LPLI-mediated microglial phagocytosis is a Rac-1-dependent actin-based process,that a constitutively activated form of Rac1(RaclQ61L)induced a higher level of actin pol-ymerization than cells transfected with wild-type Racl,whereas a dominant negative form ofRacl(RaclT17N)markedly suppressed actin polymerization.In addition,the involvement of Racl activation after LPLI treatment was also observed by using a Raichu fluorescence resonance energy transfer(FRET)-based biosensor.We also found that PI3K/Akt pathway was required inthe LPLI-induced Raci activation.Our research may provide a feasible therapeutic approach tocontrol the progression of neurodegenerative diseases.

在LPS诱导的炎症模型中低功率激光照射对小胶质细胞吞噬功能的影响

小胶质细胞的激活在神经退行性疾病的病理发生过程中发挥了重要的作用。一旦被激活,他们便具有类似巨噬细胞的吞噬功能以及释放炎症因子的能力,前者有利于保护中枢神经系统的功能,而后者则会加重神经元的死亡。然而,在神经退行性疾病的发生过程中,脑内的小胶质细胞却不能有效地对死亡细胞甚至Aβ进行吞噬。因此,调控小胶质细胞的吞噬功能被认为是寻求神经保护治疗手段的一个有效策略。在本研究中,我们的实验结果表明了20 J/cm2的LPLI能够增强LPS激活的小胶质细胞的吞噬功能。我们发现LPLI介导的小胶质细胞的吞噬功能增强是一个基于actin聚合的Rac1依赖的过程,持续激活的Rac1(Rac1Q61L)相比野生型Rac1可以诱导更多的actin聚合,而显性负效应的Rac1(Rac1T17N)却显著抑制了actin的聚合。另外,我们运用一个基于荧光能量共振转移的Raichu-Rac1质粒也进一步证实了在LPLI下Rac1的激活,并且这一激活过程是由PI3K/Akt通路所介导的。我们的研究为控制神经退行性疾病的进程提供了一个可行的的治疗策略。

利用荧光共振能量转移技术监测高通量低能量激光诱导细胞凋亡过程中caspase-3活性的动态变化

荧光共振能量转移可用于对生物大分子之间的距离进行定性、定量检测。应用荧光共振能量转移技术对高通量低能量激光诱导肺腺癌细胞凋亡过程中caspase-3的激活过程进行实时动态监测。实验结果表明:高通量低能量激光可以诱导肺腺癌细胞(human lung adenocarcinoma cell,ASTC-a-1)凋亡。同时荧光共振能量转移技术是一个有效的监测caspase-3在凋亡过程中活性动态变化的方法。

高通量低功率激光诱发的凋亡肿瘤细胞激活树突状细胞

随着人类平均寿命的延长,恶性肿瘤的发病率日趋增高,严重影响了人们的生存质量,并给患者及其家庭带来巨大的物质和精神损失。因此,不断寻求新型有效的肿瘤治疗方式显得愈加重要。高通量低功率激光照射(high fluence low power laser irradiation,HF-LPLI)可通过促使细胞色素C释放到胞质中诱发肿瘤细胞凋亡,凋亡的肿瘤细胞进一步激活树突状细胞(dendritic cells,DC)。DC是目前已知抗原呈递能力最强的细胞,活化后的DC可起始机体特异性免疫应答,使机体产生抗肿瘤免疫效应。本研究的意义在于探究了HF-LPLI在杀伤肿瘤细胞的过程中具有的免疫调节作用。

低功率激光照射诱导的细胞外调节蛋白激酶的激活促进一氧化氮的产生

低功率激光(632.8 nm)照射(Low-power laser irradiation,LPLI)生物组织作为一种无损伤的物理疗法,可以加速细胞生长、血管再生及伤口愈合等过程。一氧化氮(Nitric oxide,NO)是伤口愈合的关键因素之一,其促进炎性细胞的趋化,增强胶原的合成和沉积,刺激细胞增殖和新生血管生成。我们研究发现LPLI可以促进NO的产生,并且抑制细胞外调节蛋白激酶(Extracellular signal-regulated protein kinases,ERK)的活性阻碍了NO的产生,证明LPLI通过活化ERK调控NO的生成。这一研究将为低功率激光照射加速伤口愈合在临床上的应用奠定基础。