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Method Article
Aplicação e medições diretas de forças sobre os neurônios na faixa Microdyne 2000-1000 são obtidos com alta precisão usando agulhas de vidro calibrado. Esta metodologia pode ser usada para controlar e medir vários aspectos do desenvolvimento axonal, incluindo a iniciação axonal, a tensão axonal, a velocidade de alongamento axonal, e vetores de força.
Manipulações de células e extensão de axônios neuronal pode ser realizado com vidro calibrado micro-fibras capazes de medir e aplicação de forças na faixa de 1,2 1-10 μdyne. Medidas de força são obtidos através da observação da Hookean flexão das agulhas de vidro, que são calibrados por um método direto e empírica 3. Requisitos de equipamentos e procedimentos para a fabricação, calibração, tratamento e usando as agulhas sobre as células estão completamente descritos. A força de regimes tipos de células usadas anteriormente e diferente para que estas técnicas foram aplicadas demonstrar a flexibilidade da metodologia e são dados como exemplos para futuras investigações 4-6. As vantagens técnicas são as "visualização" contínua das forças produzidas pelas manipulações ea capacidade de intervir diretamente em uma variedade de eventos celulares. Estes incluem a estimulação direta e regulação do crescimento axonal e retração 7, assim como desapego e medições mecânicas em qualquer tipo de células cultivadas 8.
1. Fazer agulhas de vidro.
2. Fazer e calibrar uma agulha de arame
3. Calibrar as agulhas de vidro intermediária
4. Calibrar a agulha trabalhar vidro usado para manipular neurônios
5. Agulhas são pré-tratados com fatores de penhora
6. Equipamento configurado
7. Alinhando as agulhas
8. Inerentes às células
9. Estendendo um processo axônio ou célula
10. Análise de Dados
11. Resultados representativos:
A força-calibrado agulhas de vidro pode ser facilmente aplicado a qualquer região de celular, geralmente o cone de crescimento, como visualizados diretamente por microscopia de luz. Com tratamento adequado da agulha para obter a adesão celular, a tensão mecânica pode ser aplicado experimentalmente para a região celulares de interesse, ou as forças produzidas por essa região pode ser medido. Um representante experimento reboque neuronal é mostrado na Figura 1, onde o axônio rebocado foi duplicada no comprimento em duas horas.
Figura 1. A cultura de células de galinha dorsal gânglio da raiz com a orientação preferencial para reboque é escolhido. A distância de referência inicial zero entre as agulhas é gravado antes da manipulação experimental começa (A). «Push up 'manobra é aplicada ao cone de crescimento (B). Reboque de carga inicia-se com maior força, como indicado pela separação das agulhas (C). Reboque ampliou o axônio, os alinhamentos 'horizontal' e perpendicular do axônio rebocadas e agulha de trabalho têm facilitado medidas de força boa (D). Bar = 40 mM. Calibração agulha = 6,9 μdyne / M.
Técnicas para aplicar e medir forças celulares têm uma longa história 9. Nosso método foi originalmente motivado pelo trabalho de Dennis Bray, que usou agulhas de vidro semelhante ao nosso para "rebocar" os neurônios em uma taxa constante através de um dispositivo motorizado hidráulico 10. Existem muitos meios alternativos de aplicação de forças para as células que incluem: motores de passo 11, 12 esferas magnéticas, vigas microfabricated 13 e fluxos de ...
Agradecemos as importantes contribuições do Dr. Robert E. Buxbaum no desenvolvimento desta metodologia.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
R-6 cap. Tube | Drummond Scientific | 9-000-3111 | R-6 glass OD 0.9mm, ID 0.6 mm, 8" |
BB-CH puller | Mecanex S.A., Geneva, Switzerland | BB-CH puller | Use Mode 4 Alt by CP=100, PP=10, SP1=1000, SP2=1000 |
0.001" Chromel wire | Omega Engineering, Inc. | SPCH-001-50 | unsheathed, themocouple wire, 50ft spool now called Chromega |
0.003" Constatan wire | Omega Engineering, Inc. | SPCI-003-50 | unsheathed, themocouple wire, 50 ft spool |
fine forceps | Fine Science Tools | 91150-20 | Dumont Inox #5 |
universal microscope boom stand | Nikon Instruments | 76135 or 90430 | most brands or types of boom stand will work for this use |
mechanical micromanipulator | Narishige International | M-152 | three-axis direct-drive coarse micromanipulator |
hydraulic micromanipulator | Narishige International | MO-203 | now available as MMO-203, three movable axis type |
needle holder | Leica Microsystems | 11520145 | set of 3 |
single instrument holder | Leica Microsystems | 11520142 | |
double instrument holder | Leica Microsystems | 11520143 | |
mechanical micromanipulator | Leica Microsystems | 39430001 | post mount,1 prob holder, RH Model 430001 |
joystick mech. micromanipulator | Leica Microsystems | 11520137 | |
Leica DM IRB | Leica Microsystems | inverted microscope | |
Vibraplane isolation table | Kinetic Systems | 1200 series | ours is model 1201-02-12 |
Ringcubator | Home made (see reference 19) | reference 19, requires updated controller listed below | |
programable temperature controller | Instrumart.com | Fuji Electric PXR3 | replaces the retired PXV3 temperature controller |
Nikon Diaphot TMD | Nikon Instruments | inverted microscope, circa 1980 | |
Nikon SMZ-10 binocular dissecting | Nikon Instruments | other dissecting microscopes will work |
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