A brief overview of electroporation pulse strength-duration space: a region where additional intracellular effects are expected.
A brief overview of electroporation pulse strength-duration space: a region where additional intracellular effects are expected.
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DOI：
10.1016/j.bioelechem.2012.02.007
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发表时间：
2012-10
影响因子：
5
通讯作者：
Gowrishankar, T. R.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Weaver, James C.;Smith, Kyle C.;Esser, Axel T.;Son, Reuben S.;Gowrishankar, T. R.
外细胞膜的电穿孔 (EP) 广泛应用于研究、生物技术和医学。现在，细胞器 EP 的细胞内效应越来越受到人们的关注，这主要是由于纳秒脉冲电场 (nsPEF)。为了便于理解，我们在这里提供了 EP 脉冲强度-持续时间空间的大致概述。本概述大致定位了强度-持续时间空间中的一些已知效应和应用，并包括预计会产生额外细胞内 EP 效应的区域。细胞内 EP 的一个特点是内源性生化物质在细胞区室之间直接进行电再分配。例如，细胞内 EP 可能启动细胞凋亡的多步骤过程。在这一假设中，初始 EP 脉冲从内质网释放钙，然后钙在细胞质内重新分布。随着进一步的 EP 脉冲，钙渗透线粒体膜并引起变化，触发细胞色素 C 和其他死亡分子的释放。因此，即使存在细胞凋亡抑制剂，使用比 nsPEF 更小但更长的脉冲，也可能发生细胞凋亡。
Electroporation (EP) of outer cell membranes is widely used in research, biotechnology and medicine. Now intracellular effects by organelle EP are of growing interest, mainly due to nanosecond pulsed electric fields (nsPEF). For perspective, here we provide an approximate overview of EP pulse strength-duration space. This overview locates approximately some known effects and applications in strength-duration space, and includes a region where additional intracellular EP effects are expected. A feature of intracellular EP is direct, electrical redistribution of endogenous biochemicals among cellular compartments. For example, intracellular EP may initiate a multistep process for apoptosis. In this hypothesis, initial EP pulses release calcium from the endoplasmic reticulum, followed by calcium redistribution within the cytoplasm. With further EP pulses calcium penetrates mitochondrial membranes and causes changes that trigger release of cytochrome-c and other death molecules. Apoptosis may therefore occur even in the presence of apoptotic inhibitors, using pulses that are smaller, but longer, than nsPEF.
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