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Role of intracellular calcium and reactive oxygen species in microbubble-mediated alterations of endothelial layer permeability

磁导率 生物物理学 活性氧 细胞内 氧气 生物学中的钙 材料科学 化学 图层(电子) 细胞生物学 纳米技术 生物 生物化学 冶金 有机化学
作者
Klazina Kooiman,Antonius F. W. van der Steen,Nico de Jong
出处
期刊:IEEE Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics and Frequency Control [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:60 (9): 1811-1815 被引量:25
标识
DOI:10.1109/tuffc.2013.2767
摘要

Drugs will be delivered to diseased tissue more efficiently if the vascular endothelial permeability is increased. Ultrasound in combination with an ultrasound contrast agent is known to increase the permeability of the endothelial layer, but the mechanism is not known. The goal of this study was to elucidate whether intracellular calcium ions, [Ca(2+)]i, and reactive oxygen species (ROS) are part of the mechanism that leads to an increased endothelial layer permeability following ultrasound and microbubble treatment. Human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) treated for 2 min with ultrasound-activated microbubbles (1 MHz, 210 kPa, 10 000 cycles, 20 Hz repetition rate) had an increased permeability that lasted up to 12 h. Recovery of permeability after 2 h was only found when HUVECs were preincubated with the [Ca(2+)]i chelator BAPTA-AM or the antioxidant butylated hydroxytoluene (BHT). This suggests that both [Ca(2+)]i and ROS play an important role in the mechanism of increased permeability following ultrasound in combination with microbubble treatment.
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