ПРОЛИФЕРАТИВНАЯ АКТИВНОСТЬ И МЕМБРАННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ КЛЕТОК ЛИНИЙ С6 И HELA ПРИ КУЛЬТИВИРОВАНИИ В УСЛОВИЯХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТИМУЛЯЦИИ

Исследовано влияние долговременной электрической стимуляции на функциональные свойства клеток в культуре. В работе использованы клетки глиомы крысы линии С6 и клетки аденокарциномы шейки матки линии HeLa. Стимуляцию проводили на протяжении 12 ч однородным электрическим полем с частотой 10 Гц. Для измерения величины равновесного трансмембранного потенциала применяли метод пэтч-кламп, пролиферативную активность оценивали по изменению числа клеток относительно их числа в контрольном образце. Показано, что электрическая стимуляция вызывает изменение равновесного трансмембранного потенциала клеток, что приводит к последующему изменению их пролиферативной активности. Выявлено, что деполяризация плазматической мембраны усиливает пролиферативную активность клеток, в то время как гиперполяризация замедляет. Установлено, что конечный результат зависит как от параметров электрического поля, так и от типа клеток. Таким образом, наблюдаемый эффект связан с активацией потенциал-зависимых ионных каналов, приводящей к изменению времени прохождения клеткой определенной фазы клеточного цикла. Полученные результаты могут быть использованы для разработки методов клеточной инженерии. 

1. Funk, R. H. W. Endogenous electric fields as guiding cue for cell migration / R. H. W. Funk // Front Physiol. – 2015. – Vol. 6 (143). – P. 1–22.

2. 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, 15–18 мая 2013 г., г. Минск: в 3 ч. / Белорус. гос. ун-т. – Минск, 2013. – Ч. 1. – С. 134–137.

3. Potassium channels in cell cycle and cell proliferation / D. Urrego [et al.] // Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. – 2014. – Vol. 369. – P. 1–10.

4. Physiological conditioning by electric field stimulation promotes cardiomyogenic gene expression in human cardiomyocyte progenitor cells / A. Llucia-Valldeperas [et al.] // Stem Cell Res. & Therapy. – 2014. – Vol. 5, N 93. – P. 1–5.

5. Alternating current electric fields of varying frequencies: effects on proliferation and differentiation of porcine neural progenitor cells / J. H. Lim [et al.] // Cell Reprogram. – 2013. – Vol. 15, N 5. – P. 405–412.

6. Effects of steep pulsed electric fields (spef) on mitochondrial transmembrane potential of human liver cancer cell / Y. Mi [et al.] // Conf. Proc. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. – 2007. – P. 5815–5818.

7. Electrical stimulation enhances cell migration and integrative repair in the meniscus / X. Yuan [et al.] // Sci. Reports. – 2014. – Vol. 4, N 3674. – P. 1–12.

8. Electrical stimulation directly induces pre-angiogenic responses in vascular endothelial cells by signaling through VEGF receptors / M. Zhao [et al.] // J. Cell Sci. – 2004. – Vol. 117, N 3. – P. 397–405.

9. Titushkin, I. Regulation of cell cytoskeleton and membrane mechanics by electric field: role of linker proteins / I. Titushkin, M. Cho // Biophys. J. – 2009. – Vol. 96, N 2. – P. 717–728.

10. Control of cell proliferation by cell volume alterations in rat C6 glioma cells / B. Rouzaire-Dubois [et al.] // Eur. J. Physiol. – 2000. – Vol. 440. – P. 881–888.

11. Sauve, R. Single Ca++ dependent K+ currents in hela cancer cells / R. Sauve, G. Bedfer, G. RoySingle // The Biophys. J. – 1983. – Vol. 45. – P. 66–68.

12. Wang, S. Identification of RBK1 potassium channels in C6 astrocytoma cells / S. Wang, N. A. Castl, G. K. Wang // Glia. – 1992. – Vol. 5, N 2. – P. 146–153.

13. Negulyaev, Y. A. Calcium-permeable channels in HeLa cells / Y. A. Negulyaev, G. A. Savokhina, E. A. Vedernikova // Gen. Physiol. Biophys. – 1993. – Vol. 12, N 1. – P. 19–25.

14. Manor, D. Modulation of small conductance calcium-activated potassium channels in C6 glioma cells / D. Manor, N. Moran // J. Membrane Biol. – 1994. – Vol. 140, N 1. – P. 69–79.

15. Cell volume regulation and swelling-activated chloride channels / A. Sardini [et al.] // Biochim. Biophys. Acta. – 2003. – Vol. 1618, N 2. – P. 153–162.

16. Transmembrane calcium influx induced by ac electric fields / M. R. Cho [et al.] // FASEB J. – 1999. – Vol. 13, N 6. – P. 677–683.

17. Regulation of human CLC-3 channels by multifunctional Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase / P. Huang [et al.] // J. of Biol. Chem. – 2001. – Vol. 276, N 23. – P. 20093–20100.

18. Expression of voltage-gated chloride channels in human glioma cells / M. L. Olsen [et al.] // J. of Neurosci. – 2003. – Vol. 23, N 13. – P. 5572–5582.

19. Khatib, L. Physiologic electrical stimulation provokes intracellular calcium increase mediated by phospholipase C activation in human osteoblasts / L. Khatib, D. E. Golan, M. Cho // FASEB J. – 2004. – Vol. 18, N 15. – P. 1903–1905.

20. Plonsey, R. Bioelectricity: a quantitative approach / R. Plonsey, R. C. Barr. – 3rd ed. – New York: Springer Science+ Business Media, LLC, 2007. – 528 p.