Điện thành màng và thấm điện: Cơ chế và mô hình

Annual Review of Biophysics - Tập 48 Số 1 - Trang 63-91 - 2019
Tadej Kotnik1, Lea Rems2, Mounir Tarek3, Damijan Miklavčič1
1Faculty of Electrical Engineering, University of Ljubljana, SI-1000 Ljubljana, Slovenia
2Science for Life Laboratory, Department of Applied Physics, KTH Royal Institute of Technology, 17165 Solna, Sweden;
3Université de Lorraine, CNRS, LPCT, F-54000 Nancy, France

Tóm tắt

Sự tiếp xúc của các tế bào sinh học với xung điện với điện áp cao và thời gian ngắn gây ra sự gia tăng tạm thời về độ thấm của màng tế bào, cho phép quá trình vận chuyển vượt qua màng các phân tử không thấm. Trong những năm gần đây, chúng ta đã có những bước tiến lớn trong việc hiểu các sự kiện cơ bản. Sự hình thành các lỗ nước trong lớp lipid kép hiện nay đã được công nhận rộng rãi như một cơ chế, nhưng bằng chứng đang gia tăng cho thấy sự thay đổi của các lipid và protein màng đơn lẻ cũng góp phần, từ đó khẳng định sự cần thiết phải phân biệt thuật ngữ giữa điện thành màng (electroporation) và sự thấm điện (electropermeabilization). Chúng tôi đầu tiên xem xét lại các bằng chứng thực nghiệm về độ thấm màng do điện kích thích, mối tương quan của nó với điện áp xuyên màng và các mô hình liên tục của sự thấm điện mà không xem xét cấu trúc và sự kiện ở cấp độ phân tử. Tiếp theo, chúng tôi trình bày cái nhìn từ mô hình cấp độ phân tử, đặc biệt là các mô phỏng nguyên tử giúp nâng cao hiểu biết về sự hình thành lỗ, và bằng chứng về các thay đổi hóa học của lipid màng và sự điều chỉnh chức năng của các protein màng ảnh hưởng đến độ thấm của màng. Cuối cùng, chúng tôi thảo luận về những thách thức còn lại trong việc hiểu biết đầy đủ về điện thành màng và thấm điện.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1016/0302-4598(79)85005-9

10.1155/2014/360438

10.1021/acs.analchem.7b02079

10.1038/srep40448

10.1016/0005-2736(90)90184-P

10.1016/0302-4598(91)87001-W

10.1007/s11517-010-0599-9

10.1016/j.bioelechem.2016.02.011

10.1002/bem.20707

10.1016/j.bpj.2013.11.4486

Benov LC, 1994, Gen. Physiol. Biophys., 13, 85

10.1007/BF01872858

10.1016/0005-2736(81)90542-3

10.1016/j.bbrc.2009.07.072

10.1007/BF02411459

10.1016/j.freeradbiomed.2010.04.029

10.1021/acs.jpclett.5b02405

10.1021/ja3052365

10.1016/j.bioelechem.2017.09.005

10.1016/j.bbamem.2017.07.004

10.1016/j.bioelechem.2014.03.009

10.1016/j.bioelechem.2016.01.006

10.1016/j.bbamem.2016.03.022

10.3109/15368379809022571

10.1016/j.bioelechem.2018.03.005

10.1016/S0006-3495(90)82348-1

10.1016/j.bbrc.2004.03.063

10.1016/S0006-3495(98)77506-X

10.1016/j.burns.2005.08.008

10.1002/cm.21194

10.1016/j.bbamem.2013.05.035

10.1007/s00232-017-9981-y

10.1016/j.bbamem.2013.09.016

10.1007/s10571-010-9573-1

10.1016/S0006-3495(73)86017-5

10.1016/0005-2736(88)90316-1

10.1016/j.cplett.2010.01.010

10.1016/S0006-3495(99)76973-0

10.1021/jp4114865

10.1021/jp710846y

10.1007/s00232-012-9434-6

10.1063/1.4739940

10.1016/j.bbamem.2012.09.009

10.1007/BF01872532

10.1039/b703580b

10.1016/S0006-3495(87)83410-0

10.1021/jp911605b

10.1021/jp503502s

10.1016/j.bbrc.2012.05.122

10.1016/j.freeradbiomed.2009.02.023

10.1016/S0006-3495(94)80453-9

10.1529/biophysj.105.072777

10.1111/j.1432-1033.1994.tb18962.x

10.1016/0167-4889(95)00021-J

10.1111/j.1432-1033.1995.tb20314.x

10.1016/S0006-3495(97)78292-4

10.1016/S0302-4598(98)00174-3

10.1016/S0006-3495(99)77370-4

10.1016/j.freeradbiomed.2007.12.028

10.1002/mp.12401

10.1097/BRS.0000000000001125

10.1016/0005-2736(93)90032-U

10.1007/978-1-4757-2065-5

10.1016/0005-2736(88)90202-7

10.1186/s13068-016-0508-z

10.1016/S0006-3495(98)78009-9

10.1073/pnas.022646499

10.1016/j.bbamem.2011.09.030

10.1021/jp5028355

10.1529/biophysj.106.094797

10.1021/ac1019649

10.1002/(SICI)1097-0029(19991015)47:2<155::AID-JEMT7>3.0.CO;2-T

10.1016/S0006-3495(93)81550-9

10.1016/S0006-3495(91)82212-3

10.1021/jp401722g

10.1016/j.bbamem.2011.05.019

10.1073/pnas.0405905101

10.1016/0021-9797(84)90177-2

10.1021/jp4040612

10.1016/j.bbamem.2012.05.020

10.1016/j.bpc.2005.05.001

10.1021/jp022296w

10.1016/S1567-5394(02)00040-3

10.1016/0301-4622(95)00090-9

10.1016/S0005-2736(97)00222-8

10.1016/j.bioelechem.2008.04.012

10.1158/1535-7163.MCT-06-0410

10.1021/jp402385d

10.1529/biophysj.106.103218

10.1016/j.bbamem.2015.12.031

10.1126/science.3672117

10.1016/j.bbamem.2004.01.005

10.1016/S0005-2736(02)00347-4

10.1016/j.tibtech.2015.06.002

10.2144/00285st05

10.1109/10.855935

10.1529/biophysj.105.070771

10.1016/S0302-4598(97)00093-7

10.1007/s00232-010-9279-9

10.1007/s00232-010-9285-y

10.1007/s00232-012-9487-6

10.1109/TNB.2009.2022834

10.1016/j.bioelechem.2006.03.033

10.1529/biophysj.106.094235

10.1517/17425247.2016.1121990

10.1016/j.jtbi.2014.06.027

10.1529/biophysj.106.101295

10.1007/s00232-010-9277-y

10.1007/s00232-012-9471-1

10.1063/1.3324847

10.1016/j.bioelechem.2011.04.006

10.1016/j.bpj.2014.08.009

10.1039/c1cp21009b

10.1016/0375-9601(75)90402-8

10.1021/bi00404a023

10.1080/10889861003767092

10.1006/bbrc.1995.1519

10.1006/bbrc.1995.1033

10.1016/j.ejso.2012.08.016

10.1016/S0006-3495(01)76153-X

10.1371/journal.pone.0052713

10.1017/S0022112070000757

Min B, 2005, Food Sci. Biotechnol., 14, 152

10.1073/pnas.96.8.4262

10.1007/s00418-004-0676-y

10.1126/science.116.3009.231

10.1007/s002329900542

10.1016/S0302-4598(99)00044-6

10.1016/S0006-3495(89)82898-X

10.1002/bem.21696

10.1002/bem.21703

10.1103/PhysRevE.59.3471

10.1016/S0302-4598(99)00008-2

10.1016/S0006-3495(98)77771-9

10.1021/jp971623a

10.1073/pnas.1103519108

10.1016/j.bbamem.2014.12.026

10.1016/j.bbamem.2017.04.016

10.1016/j.bioelechem.2014.01.004

10.1016/j.abb.2012.08.004

10.1016/j.bbagen.2006.06.014

10.1016/S1095-6433(01)00429-9

10.1016/j.cis.2017.04.016

10.1021/jp207013v

10.1007/s00232-013-9570-7

10.1016/j.bioelechem.2013.12.006

10.1021/jp509789m

10.1016/j.bpj.2009.02.063

10.1007/s00232-012-9467-x

10.1016/S0006-3495(95)80363-2

10.1016/S1567-5394(03)00021-5

10.1529/biophysj.108.135541

10.1007/s10439-005-9076-2

10.1016/j.ifset.2016.08.003

10.1063/1.4832383

10.1016/j.bbamem.2013.10.008

10.1063/1.4949264

10.1016/j.bioelechem.2016.03.005

10.1016/j.bioelechem.2018.07.018

10.1016/j.bbrc.2012.04.094

10.1529/biophysj.104.050310

10.1006/bbrc.1995.1300

10.1016/S0006-3495(90)82451-6

10.1016/0005-2736(92)90272-N

10.1016/S0006-3495(98)74060-3

10.1038/mtna.2015.59

10.2174/1566523216666160331130040

10.1529/biophysj.108.136499

10.1103/PhysRevLett.108.207801

10.1021/mp500223t

10.1016/j.jvir.2014.01.028

10.1002/bem.71

10.1002/anie.200200550

10.1073/pnas.1517437113

10.1016/j.ijheatmasstransfer.2004.04.007

10.1016/S0006-3495(04)74334-9

10.2116/analsci.24.293

10.1007/s00232-014-9699-z

10.1038/s41598-017-00092-0

10.1007/s00232-017-9962-1

10.1186/s13628-018-0044-2

10.1002/jemt.20504

10.1016/j.bioelechem.2011.06.002

10.1016/0005-2736(79)90420-6

10.1080/14779072.2018.1459185

10.1093/ajcp/15.6.219

10.1016/j.bbamem.2015.07.009

10.1529/biophysj.104.050617

10.1016/j.bbagen.2005.05.006

10.1016/S0006-3495(93)81052-X

10.1007/BF01871155

10.1021/bi00509a022

10.1073/pnas.91.24.11512

10.1529/biophysj.104.054494

10.1021/ja029504i

10.1186/1471-2091-5-10

10.1016/j.bpj.2008.09.035

10.1371/journal.pone.0061111

10.1080/15368370802394644

10.1016/0302-4598(90)80028-H

10.1016/S0006-3495(91)82054-9

10.1016/j.cbi.2005.12.009

10.1039/C5SC02311D

10.1016/j.bbamem.2009.10.003

10.1103/PhysRevE.74.021904

10.1371/journal.pone.0007966

10.1016/S0302-4598(96)05062-3

Weaver JC, Vernier PT. 2017. Pore lifetimes in cell electroporation: complex dark pores? arXiv 1708.07478 [physics.bio-ph]

10.1016/j.bpj.2015.01.038

10.1111/jce.13454

10.1016/S0006-3495(94)80805-7

10.1529/biophysj.107.112565

10.1042/CBI20100464

Yang L, 2017, PLOS ONE, 12, e181002

10.1146/annurev-bioeng-071813-104622

10.1002/jsfa.5775

10.1007/s00232-016-9902-5

10.3390/ijms17081374

10.1021/jf304236h

Thông tin
Thông tin xuất bản

Annual Review of Biophysics

Tập 48 Số 1

63-91

Thông tin tác giả