Fluorescenční metody výzkumu eukaryotických buněk
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Tato práce zkoumá aplikaci fluorescenčních metod používaných v in vitro studiích v oblasti regenerace srdeční tkáně. Konfokální fluorescenční mikroskopie je vhodnou mikroskopickou technikou pro výzkum v této oblasti, protože umožňuje vizualizaci 3D struktur a distribuce buněk ve 3D modelech. Používané fluorescenční markery by měly být dlouhodobě stabilní, biokompatibilní a netoxické pro živé buňky. V současné době je použití nanočástic jako superparamagnetické nanočástice oxidu železa (SPION) velmi populární; velké množství studií ukazuje, že jsou vhodné pro dlouhodobé experimenty. Tento výzkum využívá superparamagnetické maghemitové nanočástice svázaným rhodaminem na jejich povrchu (SAMN-R) a popisuje jejích excitační a emisní spektrum, velikost a lokalizaci vbuňkách. Stanovení toxicity bylo provedeno měřením reaktivních forem kyslíku (ROS) a nekvantitativním měřením pomocí fluorescenční mikroskopie bylo zjištěno, že hodnota dávky 20 µg·cm-2 je optimální pro aplikaci na živé buňky. Dále byl zkoumán vliv aplikace SAMN-R na buněčnou proliferaci a motilitu, kdy ve studii buněčné proliferace a scratch assay byla použita buněčná linie fibroblastů 3T3. Poté byla studována migrace jednotlivých buněk s použitím mezenchymálních kmenových buněk (MSCs), izolovaných zlidské tukové tkáně. Následná statistická analýza nepotvrdila, že by aplikace SAMN-R měla významný vliv na buněčnou proliferaci, kolektivní migraci nebo na migraci jednotlivých buněk. Lze tedy předpokládat, že SAMN-R jsou vhodným fluorescenčním markerem pro výzkum živých buněk, včetně experimentů voblasti regenerace tkáně. MSC buňky izolované z tukové tkáně mají velký potenciál v regeneraci srdeční tkáně. Jejich interakce s buněčnou linií srdečních svalových buněk HL-1 byly studovány pomocí scratch assay, kdy se tento model jeví jako nadějný a vhodný pro studium buněčných kontaktů a jejich roli přiregeneraci buněk.
This work examines the application of the fluorescent methods in use in in vitro studies to the field of cardiac tissue regeneration. Confocal fluorescence microscopy is an appropriate microscopic technique for studies in this field because it enables the visualisation of 3D structures and cell distribution in 3D models. The applied fluorescent markers should remain stable for a long period, are biocompatible, and are non-toxic for living cells. Nanoparticles such as superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPION) are currently very popular, and many studies have shown that they are suitable for long-term experiments. This research makes use of rhodamine-derived superparamagnetic maghemite nanoparticles (SAMN-R) and describes their excitation and emission spectra, size, and location within cells. A toxicity assay was performed by measuring reactive oxygen species (ROS) and non-quantitative measurements were conducted using fluorescence microscopy, confirming that a dose value of 20 µg·cm-2 is optimal for the treatment of living cells. This research also looks at the effects of SAMN-R treatment on cell proliferation and motility. The 3T3 fibroblast cell line was used for the cell proliferation test and scratch assay, after which human adipose-derived mesenchymal stem cells (MSCs) were used to examine single-cell migration. The subsequent statistical analysis revealed that it cannot be confirmed that the SAMN-R treatment exerts a significant effect on either cell proliferation or collective and single-cell migration, and it can be assumed that SAMN-R are appropriate fluorescent cell markers for living cells research, including the field of regeneration studies. Adipose-derived MSCs have enormous potential for cardiac tissue regeneration. Their interactions with HL-1 cardiac muscle cell line were studied using the scratch assay, and this model seems to be a promising and useful way to study cell-to-cell contact and its role in cell repairing.
This work examines the application of the fluorescent methods in use in in vitro studies to the field of cardiac tissue regeneration. Confocal fluorescence microscopy is an appropriate microscopic technique for studies in this field because it enables the visualisation of 3D structures and cell distribution in 3D models. The applied fluorescent markers should remain stable for a long period, are biocompatible, and are non-toxic for living cells. Nanoparticles such as superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPION) are currently very popular, and many studies have shown that they are suitable for long-term experiments. This research makes use of rhodamine-derived superparamagnetic maghemite nanoparticles (SAMN-R) and describes their excitation and emission spectra, size, and location within cells. A toxicity assay was performed by measuring reactive oxygen species (ROS) and non-quantitative measurements were conducted using fluorescence microscopy, confirming that a dose value of 20 µg·cm-2 is optimal for the treatment of living cells. This research also looks at the effects of SAMN-R treatment on cell proliferation and motility. The 3T3 fibroblast cell line was used for the cell proliferation test and scratch assay, after which human adipose-derived mesenchymal stem cells (MSCs) were used to examine single-cell migration. The subsequent statistical analysis revealed that it cannot be confirmed that the SAMN-R treatment exerts a significant effect on either cell proliferation or collective and single-cell migration, and it can be assumed that SAMN-R are appropriate fluorescent cell markers for living cells research, including the field of regeneration studies. Adipose-derived MSCs have enormous potential for cardiac tissue regeneration. Their interactions with HL-1 cardiac muscle cell line were studied using the scratch assay, and this model seems to be a promising and useful way to study cell-to-cell contact and its role in cell repairing.
Description
Citation
CHMELÍKOVÁ, L. Fluorescenční metody výzkumu eukaryotických buněk [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
bez specializace
Comittee
doc. Ing. Jana Kolářová, Ph.D. (předseda)
doc. Mgr. Zdenka Fohlerová, Ph.D. (člen)
Ing. Vratislav Čmiel, Ph.D. (člen)
MUDr. Martin Pešl, Ph.D.. – oponent (člen)
Mgr. Jan Přibyl, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2022-06-24
Defence
Studentka doktorského studia Larisa Chmelíková prezentovala svou disertační práci na téma Fluoresčenční metody výzkumu eukaryotických buněk. Komisi představila obsah práce, použité metody, zpracování naměřených dat a uvedla dosažené výsledky.
Kandidátka po přečtení oponentních posudků reagovala na drobné výtky a odpověděla oběma oponentům na jejich dotazy. V rámci navazující diskuze kandidátka prokázala schopnost reagovat na položené dotazy, diskutovat o odborných detailech a dalších možnostech aplikací.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení