A Novel Method in Identifying Pyroptosis and Apoptosis Based on the Double Resonator Piezoelectric Cytometry Technology

上睑下垂 石英晶体微天平 材料科学 赫拉 细胞凋亡 程序性细胞死亡 生物物理学 细胞 化学 生物化学 生物 吸附 有机化学
作者
Wenwei Li,Jing Li,Yanyang Wu,Tiean Zhou
出处
期刊:Biosensors [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:13 (3): 356-356 被引量:7
标识
DOI:10.3390/bios13030356
摘要

In this study, a double resonator piezoelectric cytometry (DRPC) technology based on quartz crystal microbalance (QCM) was first employed to identify HeLa cell pyroptosis and apoptosis by monitoring cells’ mechanical properties in a real-time and non-invasive manner. AT and BT cut quartz crystals with the same frequency and surface conditions were used concurrently to quantify the cells-exerted surface stress (ΔS). It is the first time that cells-exerted surface stress (ΔS) and cell viscoelasticity have been monitored simultaneously during pyroptosis and apoptosis. The results showed that HeLa pyroptotic cells exerted a tensile stress on quartz crystal along with an increase in the elastic modulus (G′), viscous modulus (G″), and a decrease of the loss tangent (G″/G′), whereas apoptotic cells exerted increasing compressive stress on quartz crystal along with a decrease in G′, G″ and an increase in G″/G′. Furthermore, engineered GSDMD−/−-DEVD- HeLa cells were used to investigate drug-induced disturbance and testify the mechanical responses during the processes of pyroptosis and non-pyroptosis. These findings demonstrated that the DRPC technology can serve as a precise cytomechanical sensor capable of identifying pyroptosis and apoptosis, providing a novel method in cell death detection and paving the road for pyroptosis and apoptosis related drug evaluation and screening.
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