氦冷大气等离子体（CAP）对HT-29癌干细胞球状体的影响

《Scientific Reports》：Effects of helium cold atmospheric plasma (CAP) on HT-29 cancer stem cell spheroid

　　

摘要

结直肠癌（CRC）的复发和治疗耐药性在很大程度上归因于癌干细胞（CSCs），这是一种具有自我更新和分化能力的肿瘤细胞亚群。这些细胞具有增强的抗氧化防御机制，能够维持氧化还原平衡，并有助于抵抗传统治疗方法。冷大气等离子体（CAP）是一种部分电离的气体，能够产生活性氧和氮物种（RONS），已成为利用癌细胞氧化还原脆弱性的有前景的策略；然而，其对结直肠癌干细胞的影响仍不明确。在本研究中，从HT-29细胞中提取的富含癌干细胞的球状体被暴露在基于氦气的等离子体射流中30至240秒。通过定量检测CAP诱导的过氧化氢（H?O?）生成情况，使用MTT实验评估细胞存活率，通过球状体形成效率评估自我更新能力，并通过qPCR分析与干细胞特性相关的基因（SOX2、OCT4和NANOG）的表达。CAP处理在所有测试培养基中均以时间依赖的方式产生H?O?，其中添加了10% FBS的DMEM/F12培养基中的H?O?积累量最高。球状体的存活率随暴露时间的延长而呈比例下降。值得注意的是，CAP显著抑制了癌干细胞的自我更新能力。对照组球状体的直径达到247微米，而240秒的CAP处理后直径降至87微米（p?OCT4的表达增加了两倍（p?SOX2和NANOG的表达水平保持不变。总体而言，CAP以时间依赖的方式限制了富含HT-29癌干细胞的球状体的再生，这与ROS相关的氧化应激一致，表现为H?O?的积累。干细胞转录反应并不一致：OCT4的表达增加，而SOX2和NANOG的水平保持不变。这些发现需要进一步的转化研究，包括全面的活性物种分析。