A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
في هذا الفيديو ، ونحن لشرح التقنيات المستخدمة لصنع التجريبية ، متوافقة مع المصفوفة خارج الخلية (ECM) ركائز مغلفة مناسبة لزراعة الخلايا ، والتي هي قابلة للالمجهري قوة الجر ومراقبة الآثار المترتبة على تصلب ECM على سلوك الخلية.
تنظيم التصاق الخليوي الى المصفوفة خارج الخلية (ECM) ضروري للهجرة الخلايا وإعادة تصميم ECM. الالتصاقات البؤرية والجمعيات الجزيئات أن الزوجين مقلص F - أكتين الهيكل الخلوي للECM. يسمح هذا الصدد لنقل القوات الميكانيكية داخل الخلايا عبر غشاء الخلية إلى الركيزة الأساسية. وقد أظهرت الأعمال الأخيرة الخصائص الميكانيكية للالتصاق ECM تنظيم الاتصال والتشكل F - أكتين فضلا عن العديد من العمليات الفسيولوجية ، بما في ذلك تمايز الخلايا والانقسام ، والانتشار والهجرة. وهكذا ، أصبح استخدام خلايا من ركائز الثقافة السائدة وسيلة للسيطرة على وجه التحديد على نحو متزايد وتعدل الخصائص الميكانيكية ECM.
لقياس قوى الشد في الالتصاقات البؤرية في زنزانة ملتصقة ، يتم استخدام ركائز متوافقة بالتزامن مع التصوير ذات الدقة العالية والتقنيات الحاسوبية في أسلوب يطلق عليه قوة الجر المجهري (TFM). هذه التقنية تعتمد على قياسات لحجم واتجاه المحلية التشوهات الناجمة عن الانكماش الركيزة الخلوية. بالاشتراك مع عالية الدقة المجهر مضان من البروتينات الموسومة fluorescently ، فمن الممكن ربط تنظيم هيكل الخلية وإعادة عرض مع قوات الجر.
هنا نقدم بروتوكول مفصلة تجريبية لإعداد مصفوفات ، ثنائي الأبعاد متوافقة لغرض خلق ركيزة الثقافة الخلية مع صلابة جيدة تتميز ميكانيكية الانضباطي ، الذي هو مناسبة لقياس الانكماش الخلوية. هذه البروتوكولات تتضمن تصنيع بولي أكريلاميد الهلاميات المائية ، وطلاء للبروتينات ECM على هذه المواد الهلامية ، وخلايا الطلاء على المواد الهلامية ، وعالية الدقة باستخدام المجهر مبائر غرفة الارواء. بالإضافة إلى ذلك ، ونحن نقدم عينة تمثيلية من بيانات تظهر موقع وحجم القوات واستشهد الخلوية باستخدام بروتوكولات TFM.
1. تفعيل سطح ساترة
2. إعداد بولي أكريلاميد (PAA) هلام
3. اقتران المصفوفة خارج الخلية (ECM) البروتينات إلى هلام PAA
ويمكن استخدام ثلاث طرق مختلفة لنعلق ECM البروتين إما إلى السطح العلوي للهلام PAA (3.1 و 3.2) ، أو دمج البروتين داخل ECM حجم هلام (3.3). هنا ، نحن نناقش اقتران فبرونيكتين إلى المواد الهلامية PAA أن يؤدي إلى سطح كثافة يجند أن يعادل المبلغ كثف على الزجاج بعد الحضانة مع 10 ميكروغرام / مل حل فبرونيكتين لمدة 1 ساعة. وترد تفاصيل الاعتبارات لاختيار الأسلوب في المناقشة.
وتجرى هذه الخطوات بعد أن سمح لنشر الخلايا على الركيزة هلام ECM المغلفة (~ ساعات 6-12). لتجميع غرفة التصوير مبائر (RC - 30WA) ، من المفيد الاطلاع على الموقع الآلات وارنر للاسترشاد بها.
ممثل النتائج :
بروتوكول أعلاه يصف الإجراء التجريبي لإعداد المواد الهلامية متوافقة PAA لدراسة الخلايا وانقباض هو مبين في الشكل 1. جل الحصول على السطح مع هذا البروتوكول هو مسطح نسبيا وعلى نحو سلس ، مع حبات الفلورسنت المدمجة بالتساوي في جميع أنحاء (الشكل 2A).
إذا كان ينبغي قياس الانكماش هلام في الموقع من الالتصاقات البؤرية ، والتصوير من الخلية (الشكل 3A) وسطح هلام (الشكل 3B) ينبغي القيام به في الطائرة الضوئية مبائر من الالتصاقات البؤرية. يمكن أن تقلص من هلام يمكن تصور من النزوح من الخرز الفلورسنت المدمجة (الشكل 3B) على سطح الخلايا عندما هلام ملتصق (توتر) مقابل منفصلة (غير عنيد). يمكن استخدام الخوارزميات الحسابية العائد الجر الضغوط المرتبطة التشريد حبة ومعامل مرونة المقابلة من هلام (الشكل 3C و 3D) (Sabass وآخرون ، 2008). إذا كان التصوير تأخذ مكان أعمق في هلام ، ثم سوف يكون أصغر حبة التشريد وليس ممثل القوات الجر المبذولة في الالتصاقات البؤرية.
الشكل 1. توضيح تخطيطي من الإعداد التجريبية. الهدف العام من هذا الإجراء هو لإنشاء مصفوفات متوافقة لغرض دراسة انكماش الخلوية. الخطوة الأولى لإجراء التجريبي هو تنشيط coverslips عن طريق العلاج amino-silane/glutaraldehyde لغرض ترسيخ بلمرة المواد الهلامية. الخطوة الثانية هي تتبلمر هلام بولي أكريلاميد ، تحتوي على حبات الفلورسنت ، وعلى تنشيط وساترة. الخطوة الثالثة تتضمن هذه المادة الكيميائية عبر ربط يجند خارج الخلية إلى السطح من هلام بولي أكريلاميد ، وذلك باستخدام أحد الأساليب الثلاثة المذكورة في اقتران الخطوة 3. ومطلي ثم الخلايا على الجل وسمح للانضمام وانتشارها. تحت انكماش الخلوية نشطة ، جزءا لا يتجزأ من الخرز في هلام تهجير.
الشكل 2. شريحة مبائر البصرية السطح العلوي من هلام PAA ، كما تصور الخرز (أ) 40nm الفلورسنت المدمجة داخل الجل و (باء) فبرونيكتين المناعي.
الشكل 3. الممثل نتيجة لقوة الجر التجربة. (أ) التنسيق التصاقات في خلية عظمية U2OS الإنسان مarked بواسطة GFP - paxillin و (باء) مواقف من الخرز الفلورسنت المدمجة في هلام PAA الكامنة التصاقات في ولايات محورية (الحمراء) توترت (الأخضر) ، وغير عنيد. تشير الأسهم أمثلة التشرد حبة. يؤكد المستمدة (C.) ناقلات الضغط الجر و (د) المقابلة للحرارة مقياس الخريطة الجر من الانكماش من هلام ، وذلك باستخدام خوارزميات الحسابية (Sabass وآخرون ، 2008). مقياس شريط = 5 ميكرون.
الجدول رقم 1 :
(تم الحصول على بيانات لأول مرة في الجدول 1 من يونغ وآخرون ، وأكدت بشكل مستقل في المختبرات لدينا.) ألبوم سبيل المثال العامل وحلول PAA
الأسهم PAA الحل | ||||
معامل القص جل PAA (باسكال) | 230 | 2833 | 8640 | 16344 |
40 ٪ الأكريلاميد (مل) | 1.25 | 3.12 | 2.34 | 2.50 |
2 ٪ مكرر الأكريلاميد (مل) | 0.50 | 0.83 | 1.88 | 0.60 |
الماء (مل) | 3.25 | 1.04 | 0.78 | 1. 90 |
اجمالى حجم التداول (مل) : | 5 | 5 | 5 | 5 |
العمل PAA الحل | ||||
الأسهم مستعملة محلول (باسكال) | 230 | 2833 | 8640 | 16344 |
حجم المخزون محلول (ميكرولتر) | 150 | 150 | 200 | 300 |
المياه (ميكرولتر) | 341.75 | 341.75 | 291.75 | 191.75 |
الخرز (ميكرولتر) | 5 | 5 | 5 | 5 |
TEMED (ميكرولتر) | 0.75 | 0.75 | 0.75 | 0.75 |
10 ٪ وكالة الأنباء الجزائرية (ميكرولتر) | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
اجمالى حجم التداول (ميكرولتر) : | 500 | 500 | 500 | 500 |
نهائي الأكريلاميد ٪ | 3 | 7.5 | 7.5 | 12 |
نهائي مكرر الأكريلاميد ٪ | 0.06 | 0.1 | 0.3 | 0.15 |
الجدول 2 :
معامل القص من ركائز PAA من الأكريلاميد النهائية المختلفة ونسب مكرر الأكريلاميد
12 ٪ الأكريلاميد | 7.5 ٪ الأكريلاميد | |||
٪ مكرر الأكريلاميد | معامل القص (باسكال) | ٪ مكرر الأكريلاميد | معامل القص (باسكال) | |
0،145 | 16344 | 0.01 | 689 | |
0.28 | 30067 | 0.03 | 1535 | |
0.45 | 34263 | 0.05 | 2286 | |
0.55 | 42375 | 0،075 | 2833 | |
0،575 | 50873 | 0.1 | 4069 | |
0.6 | 55293 | 0.2 | 5356 | |
0.3 | 8640 | |||
5 ٪ الأكريلاميد | 3 ٪ الأكريلاميد | |||
٪ مكرر الأكريلاميد | معامل القص (باسكال) | ٪ مكرر الأكريلاميد | معامل القص (باسكال) | |
0.05 | 430 | 0.02 | 1.3 | |
0،075 | 600 | 0.04 | 54 | |
0.1 | 1431 |
الإجراء الموضح هنا للحصول على الإعداد لقوة الجر المجهري (TFM) تجربة ، جنبا إلى جنب مع تنفيذ إجراءات تتبع الحسابية (Sabass وآخرون ، 2008) ، ويسمح لتقدير حجم القوات الخليوي مع ميكرون النطاق المكاني القرار. لتحسين بروتوكول تجريبي ، فمن الأهمية بمكان أن تشكل الركيزة هلام نق...
نشكر مختبر شفارتز اولريش لتتبع البرامج الحاسوبية المستخدمة في القياس الكمي للقوات الجر الخلوية (Sabass وآخرون ، 2008). وأيد هذا العمل من قبل شهادة بوروز ويلكوم جائزة وجائزة مدير معاهد الصحة القومية في بايونير (DP10D00354) لغارديل ML القومي للبحوث الطبية والعلماء جائزة الخدمة (5 GM07281 T32) ليرة سورية الشتوية.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
3-aminopropyltrimethyoxysilane | Aldrich | 28, 177-8 | |
40% Acrylamide | Bio-Rad | 161-0140 | |
2% Bis-acrylamide | Fisher Scientific | BP1404 | |
TEMED | Fisher Scientific | BP 150-20 | |
Ammonium persulfate | Fisher Scientific | BP179 | |
40nm fluorescent micro-spheres | Invitrogen | F8789 | |
Sulfo-SANPAH | Pierce, Thermo Scientific | 22589 | |
Confocal imaging chamber (RC-30) | Warner Instruments | 64-0320 | |
Coverslip spinner | Home made | NA | |
Ultraviolet lamp CL1000 | UVP Inc. | 95-0228-01 | |
Stainless steel rack | Electron Microscopy Sciences | 72239-04 | |
acryloyl-X, SE (6-((acryloyl)amino)hexanoic acid) | Invitrogen | A-20770 | |
Hydrazine hydrate | Sigma-Aldrich | 225819 | |
Sodium meta-periodate | Thermo Fisher Scientific, Inc. | 20504 | |
Isopropanol | Fisher Scientific | A416-4 | |
Fibronectin | Sigma-Aldrich | F2006 | |
Collagen | BD Biosciences | 354236 | |
Coverslips (#1.5) | Corning | 2940‐224 | |
Glutaraldehyde | Electron Microscopy Sciences | 16120 | |
Rain-X | SOPUS Products | www.rainx.com | |
Acetic Acid | Acros Organics | 64-19-7 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved