Войдите в систему

Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

В этой статье

  • Резюме
  • Аннотация
  • Введение
  • протокол
  • Результаты
  • Обсуждение
  • Раскрытие информации
  • Благодарности
  • Материалы
  • Ссылки
  • Перепечатки и разрешения

Резюме

Here, a method that enables quick, efficient, and inexpensive preparation of polyacrylamide gels in a multiwell plate format is described. The method does not require any specialized equipment and could be easily adopted by any research laboratory. It would be particularly useful in research focused on understanding stiffness-dependent cell responses.

Аннотация

Currently, most of the in vitro cell research is performed on rigid tissue culture polystyrene (~1 GPa), while most cells in the body are attached to a matrix that is elastic and much softer (0.1 – 100 kPa). Since such stiffness mismatch greatly affects cell responses, there is a strong interest in developing hydrogel materials that span a wide range of stiffness to serve as cell substrates. Polyacrylamide gels, which are inexpensive and cover the stiffness range of all soft tissues in the body, are the hydrogel of choice for many research groups. However, polyacrylamide gel preparation is lengthy, tedious, and only suitable for small batches. Here, we describe an assay which by utilizing a permanent flexible plastic film as a structural support for the gels, enables the preparation of polyacrylamide gels in a multiwell plate format. The technique is faster, more efficient, and less costly than current methods and permits the preparation of gels of custom sizes not otherwise available. As it doesn’t require any specialized equipment, the method could be easily adopted by any research laboratory and would be particularly useful in research focused on understanding stiffness-dependent cell responses.

Введение

Большинство тканей в организме мягкие вязкоупругие материалы с модулем Юнга в диапазоне от 0,1 кПа в течение мозга до 100 кПа для мягкой хряща, не менее, большинство в исследовании клеток пробирке осуществляется на тканевой культуры полистирола (TCP), который имеет модуль ~ 1 ГПа . 1 Это жесткость несоответствие значительно влияет на способ клетки реагируют на их среду. Все больше исследований, таким образом, посвященный выяснению влияния подложки жесткости на судьбу клеток разных типов, 2,3 в том числе стволовых клеток. 4 В результате, несколько гидрогели были разработаны, чтобы помочь в понимании жесткости в зависимости от клетки биологии, включая полиакриламид (РА), 5-7 полиэтиленгликоль (ПЭГ), 8,9 полидиметилсилоксана (ПДМС), 10 и альгината. 11 В то время как свидетельство того, что субстрат жесткости имеет существенное влияние на судьбы клеток растет, большинство исследований проводятся на малого масштаба с небольшим количеством секamples. Систематические, многомерные исследования о влиянии подложки жесткости для массива типов клеток и условий окружающей среды редки. 12

Несколько перспективных технологий гидрогелевые высокой пропускной были разработаны, в том числе на основе ПЭГ-микрочипов, 13 микрофлюидных устройств для производства агарозы гидрогеля микросфер, 14 или микро и нано-стержней, в которой жесткость модулируется по диаметру и высоте microrods. 15 Однако , технологии для подготовки таких субстратов являются сложными и доступны для ограниченного числа лабораторий. Многие исследования с участием жесткости модулируется клеточные реакции использует полиакриламид (ПА) гели, которые являются не только недорогим и простым в реализации, но также обладают физиологически соответствующем диапазоне модуля Юнга, а именно 0,3 -. 300 кПа 16-22 Однако, существующие методы для изготовления PA гели для клеточной культуры являются трудоемкими и, следовательно, подготовительныеared небольшими партиями. Некоторые из трудностей, связанных с подготовкой PA гелей как клеточных субстратов вытекают из требований, что гели должны быть подготовлены: 1) в отсутствие кислорода, чтобы позволить полную полимеризацию, 2) с плоской и гладкой поверхностью, чтобы обеспечить равномерное клетку Крепление и распространение, и 3) постоянно прикреплена к нижней части клетки культуральной чашке, чтобы предотвратить плавающей.

Несколько групп пытались производить PA гели для клеточной культуры в больших партиях. Semler и др. Подготовленные листы толщиной ПА гелей, которые были тогда "вырезать" с дыроколом и размещены в 96-луночных планшетах. 23 Тем не менее, этот метод ограничен жесткими гелей, т.е.> 1 кПа модуля Юнга, потому что мягче гели "липкий", трудно резать, и легко повреждены. Mih др. Разработали более сложный метод, который позволяет гели быть непосредственно полимеризованы в стеклянным дном многоямного пластины. 6 Это было достигнуто путем заливки решения геля в функционализованных стеклянным дном тарелки и формирования гелей с "сэндвич" их с массивом пользовательских покровного стекла. 6 Даже, хотя и очень перспективные, небольшие краевые эффекты по-прежнему наблюдается с этой техникой. Кроме того, методика требует специально разработанный массив не сразу доступной для многих лабораторий, а также дорогостоящих стеклянным дном луночные планшеты.

Эта статья описывает простой и недорогой способ собрать PA гели многоямного пластины, которые могут быть легко принятой любой лаборатории. Здесь гибкого пластика поддержка использовать, который имеет две стороны - гидрофобный один, который отталкивает PA гелей, и гидрофильного, которые ковалентно связывает гель PA при осаждении. После того, как гель листов PA оседают и постоянно прикреплен к гибкой пластиковой поддержки, что позволяет обработки гелей любой толщины или жесткости и резки их в любой желаемой форме. Это октренере не только производит на заказ пластиковые "покровные" в размерах не иначе имеющиеся в продаже, но и устраняет необходимость предварительной обработки стеклянных поверхностей, либо покровные стекла или лунки дорогостоящих стеклянным дном луночные планшеты, со связующим PA решения, которое является утомительным и трудоемким этапом. Наконец, однородные PA гели листов, могут быть получены в больших количествах и хранить де-гидратированных в течение нескольких месяцев.

Таким образом, по результатам анализа, представленные здесь, улучшение по сравнению с существующими методами в нескольких аспектах. Во-первых, процесс многоямного монтажной пластины является эффективным, и общая стоимость необходимых материалов низка. Во-вторых, гидрогели производятся большими партиями в одной однородной гелевой пленки. Наконец, только материалы, которые имеются в продаже, необходимо. Полезность анализа иллюстрируется изучения влияния подложки жесткости на клеточной морфологии и площади распространения.

протокол

1. Подготовка Гидрогель-ассоциированных растворов и аликвоты

  1. Приготовление раствора предшественника геля полиакриламида.
    1. Подготовка полиакриламидном геле раствор предшественника путем смешивания акриламида (A) (40% вес / объем, M R 71,08 г / моль), сшивающий агент бис-акриламида (В) (2% вес / об, M R 154,17 г / моль), и обозначим ионизированной воды в процентах объема, указанных в таблице 1.
      Примечание: Эти растворы могут быть получены в больших количествах и хранили при 4 ° С в течение нескольких месяцев.
      1. ВНИМАНИЕ: Акриламид является токсичным при вдыхании или проглатывании, особенно, когда в виде порошка: Таким образом, предпочтительно использовать 40% вес / объем раствора, чтобы снизить риски, связанные с токсичностью. Обращайтесь только тогда, когда ношение защитной одежды, такие как перчатки, защитные очки, и халате. Хранить в свет устойчивостью, плотно закрытом контейнере в холодильнике (<23 ° C, хорошо проветриваемом месте).
      2. ВНИМАНИЕ: Бис-акриламид является токсичным при вдыхании или проглатывании, особенно,Когда в виде порошка: Таким образом, предпочтительно использовать 2% вес / об раствора, чтобы снизить риски, связанные с токсичностью. Обращайтесь только тогда, когда ношение защитной одежды, такие как перчатки, защитные очки, и халате. Хранить в свет устойчивостью, плотно закрытом контейнере в холодильнике (<4 ° C, хорошо проветриваемом помещении).
  2. Получение и использование N -Sulfosuccinimidyl-6- (4'-азидо-2'-нитрофениламино) гексаноата (сульфо-SANPAH, M R 492,40 г / моль) аликвоты. ВНИМАНИЕ: сульфо-SANPAH вызывает сильное раздражение глаз; ручка с перчатками и соответствующей очки или маску. Хранить при -20 ° C при получении и перед аликвоты.
    1. Чтобы сохранить сульфо-SANPAH: растворить сульфо-SANPAH в dimethylsulfoxane (ДМСО) при 50 мг / мл. Алиготе маточного раствора в 50 микро трубки центрифуги 20 мкл на пробирку. Флэш замораживание сухим льдом или жидким азотом (не обязательно, но предпочтительно, шаг, чтобы сохранить максимальную эффективность сшивающего) и хранят при -80 ° С.
      ПРИМЕЧАНИЕ: аликвоты окп храниться в течение нескольких месяцев.
    2. Для использования сульфо-SANPAH: растопить на короткое время кратный и разбавить в 480 мкл деионизированной воды. Используйте немедленно. Сульфо-SANPAH быстро гидролизуется в воде: поэтому с осторожностью, чтобы выполнить все вышеперечисленные шаги быстро.
  3. Получение персульфата аммония (м г 228,18 г / моль) аликвоты.
    ПРИМЕЧАНИЕ: персульфат аммония вызывает раздражение глаз, кожи и дыхательных путей. Носите соответствующие средства индивидуальной защиты во время эксплуатации. Ручка персульфата аммония порошок в химическом вытяжном шкафу. Магазин порошок в сухом, хорошо проветриваемом месте. После того, как на аликвоты, разбавленный раствор может быть использован на верстаке.
    1. Растворить персульфата аммония в деионизованной воде до конечной концентрации персульфата аммония в 10% вес / объем. Аликвоты и хранить при -20 ° С. Оттепель непосредственно перед использованием.
  4. Приготовление раствора коллагена типа I.
    1. Подготовка 0,2 мг / мл раствора коллагена путем разбавления состава, такразложения в 1x фосфатным буферным раствором (PBS) с рН 7,4. Храните на короткое льда или использовать сразу после разведения.

2. Гидрогель Подготовка (Обратитесь к рисунку 1)

  1. Получение гидрофобных стеклах.
    1. Поместите несколько капель гидрофобного раствора на стеклянную пластину и использовать бумажные салфетки, чтобы распространить по всей поверхности. Пусть воздух сухой и протрите папиросной бумаги снова, чтобы выровнять гидрофобного покрытия.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Хранить гидрофобный раствор в горючей шкафу при комнатной температуре. Носите защитную одежду при использовании. Работа в хорошо проветриваемом помещении.
  2. Получение гибкой пластиковой поддержки.
    1. Вырезать гибкий пластмассовый держатель в соответствии с размером гидрофобного покрытием стеклянной пластины.
    2. Отметить гидрофобный стороне гибкой пластиковой поддержки слегка царапать поверхность с острым инструментом, таким как скальпелем.
      ПРИМЕЧАНИЕ: После того, как гель - который полностью прозрачным - сушит, То царапины поможет определить, какой гибкий сторона пластмассовая опора содержит гель.
      ПРИМЕЧАНИЕ: гибкий пластиковый носитель имеет гидрофобный и гидрофильный сторону. После осаждения, полиакриламид, постоянно прилипает к гидрофильной стороне пластмассовой поддержки, что упрощает последующую обработку гидрогеля.
  3. Гель Подготовка (объемы пример приведены для 5 мл решений предшественника геля).
    Примечание: 5 мл будет достаточно, чтобы произвести ~ 40 гели, когда гель исходная толщина составляет 0,5 мм. Другие гели могут быть получены, если толщина гель уменьшается.
    1. Поместите 4972,5 мкл раствора полиакриламида предшественника желаемой конечной концентрации (таблица 1) в 50 мл коническую трубку. Место в камере дегазации в течение 30 мин с открытой крышкой.
      Примечание: Кислород действует как ловушка свободных радикалов и, когда он присутствует, он ингибирует полимеризацию.
    2. Добавить 25 мкл 10% вес / об персульфата аммония (см указывают 1,3) до достижения конечнойконцентрацию персульфата аммония в 0,05%.
    3. Добавить 2,5 мкл N, N, N ', N'-тетраметилэтилендиамина (TEMED, M R 116,24 г / моль) к раствору дегазированной гель до достижения конечной концентрации TEMED 0,5%.
      Примечание: Храните TEMED в горючей шкафу при комнатной температуре. Обращаться в химической вытяжкой при ношении соответствующие средства индивидуальной защиты. Хранить плотно закрытым в атмосфере инертного газа, как это высоко воздуха и влаги чувствительной.
    4. Смешайте решение мягко пипетки вверх и вниз 3 - 5 раз. Не вихрь, чтобы избежать диффузии кислорода в раствор предшественника геля.
    5. Внесите гель раствора на гидрофильной стороне гибкой пластиковой поддержки и бутерброд с гидрофобным покрытием стекло. Отделите два слайда с силиконовыми прокладками желаемой толщины (например, 0,5 мм). Оставьте небольшое количество (~ 100 мкл) раствора полимера-предшественника в 50 мл коническую трубку, чтобы использовать в качестве индикатора гелеобразования.
      ПРИМЕЧАНИЕ:Любой прокладка может быть использована. Например, один полоса парафильмом дает конечную толщину набухший гель 100 - 120 мкм.
    6. Поместите другой стеклянную пластину поверх гибкой сэндвич пластиковой поддержка / гель для выяснения еще гидрогеля поверхность, на полимеризации.
    7. Пусть гель полимеризации в течение 45 мин, хотя меньше времени, при желании могут быть использованы для гелей высшего% мас. Чтобы убедиться, что гель полимеризуется, наблюдать за оставшийся раствор в 50 мл коническую трубку; если оставшийся раствор гель, то есть вероятность, что гелеобразование на стеклянной пластине была начата, а также. Тем не менее, обратите внимание, что преждевременное открытие формы будет препятствовать полной полимеризации.
    8. После того, как образуется гель, снимите гибкий пластмассовый держатель с ковалентно связанного полиакриламидном геле на вершине, и установить геля стороной вверх высохнуть на воздухе.
      Примечание: конвекции тепла или сушки также может быть использован, чтобы ускорить этот шаг. После сушки на гибкой пластиковой поддержки, гель можно хранитьD на неопределенный срок.
      1. Отметить любые голые пятна гибкой пластмассовой подставке, где полиакриламидном геле не образуют связи с пузырьками. Марк в то время как гель-прежнему увлажненной, так как это будет гармонировать с гибкой пластмассовой подставке раз гель высохнет.

3. многолуночные Plate Ассамблея, коллаген покрытия и стерилизация

  1. Многолуночные пластина в сборе.
    1. После того, как высушить, отрезать PA гели желаемые формы.
      1. Для 96-луночного планшета, использовать дырокола сверхпрочный с диаметром ~ 6 мм. Используйте сверхмощный резак для бумаги, чтобы сократить гели в квадратные или прямоугольные формы. Кроме того, используйте ножницы.
    2. Подготовка примерно 500 мкл PDMS в 96-луночного планшета в соответствии с инструкциями изготовителя. Приклеить гели на дно многоямного пластины, поместить маленькую капельку (~ 5 мкл) полидиметилсилоксана (ПДМС) в центре каждой лунке. Использование щипцов, положите одну полиакриламидноме гель в каждую лунку, гибкой пластиковой поддержки стороной вниз. Чтобы вылечить PDMS, оставить собранный пластину при 37 ° С в течение как минимум 4 часов.
  2. Коллаген покрытие полиакриламидном геле.
    1. С пипетки, поместите небольшое количество (7 - 8 мкл) из сульфо-SANPAH (смотрите пункт 1.2.2) в каждую лунку и вихрем из стороны в сторону, чтобы покрыть поверхность геля равномерно. Работа оперативно, так как сульфо-SANPAH не является стабильным в воде.
    2. Место пластины также при высокой интенсивности УФ-лампы (интенсивность = 37 мВт, λ = 302 - 365 нм) в течение 5 мин. Промыть гели с PBS, чтобы удалить избыток сульфо-SANPAH.
    3. Пипетка 50 мкл 0,2 мг / мл коллагена I типа раствора (смотрите пункт 1.4) в каждую лунку. Оставьте пластину, покрытую при комнатной температуре в течение по меньшей мере 2 ч или O / N при 4 ° С.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Чтобы ускорить процесс коллагена покрытием, пипетки может быть использован для добавления раствора коллагена. Как правило, 1 - 2 капли раствора должна быть достаточно, чтобы завершитьлы покрывают поверхность геля.
    4. Оставьте пластину а при комнатной температуре в течение по крайней мере 2 часа, чтобы дать коллагена склеивание.
    5. Промыть PBS, чтобы удалить избыток раствора коллагена и стерилизуют под УФ (λ = 200 нм) в капот культуры ткани в течение 2 часов.
    6. Замочите гели в полной среде (обратитесь к разделу 4.1 для среднего состава) O / N для увлажнения и уравновешивают. Используйте для посева клеток непосредственно или магазин в холодильнике до 2 дней.

4. посева клеток на ПА жесткости Пробирной

Примечание: Несмотря на то, типичные для обычных клеточных линий млекопитающих, протокол описано в данном разделе, в частности, используется при раке молочной железы клеточной линии MDA-MB-231 (см фиг.4 и 5).

  1. Сбор клеток из тканевой культуральной колбы посредством воздействия 5% трипсина / EDTA в течение 5 мин при 37 ° С. Используйте ~ 80 мкл трипсина / ЭДТА в каждый см 2 культуральной области колбы; Например, используют 2 мл трипсина / EDTA FOра T25 культуры клеток колбу. Повторное приостановить клетки, собранные в полной среде, дополненной 10% фетальной бычьей сыворотки (FBS) и 1% пенициллина / стрептомицина при желаемой концентрации конечного элемента. Принимая во внимание время удвоения клетки, а также период времени клетки будут высевали на анализе, выбрать соответствующий суб-вырожденная концентрации клеток. Убедитесь, что добавили среда достаточно, чтобы полностью погрузить в воду гидрогели.
    Примечание: Так как гидрогели были предварительно уравновешенную в средствах массовой информации (обратитесь к шагу 3.2.6) 100 мкл объем должен быть достаточным. Типичные объемы среды, используемой для луночные планшеты, должно быть достаточным, так как гели были предварительно уравновешенную в средствах массовой информации на предыдущей стадии.
    ПРИМЕЧАНИЕ: анализ будет подходит для любого крепления зависит от типа клеток.
    1. Количество количества клеток под инвертированным микроскопом с использованием гемоцитометра. Нагрузка 10 мкл клеточной суспензии в каждый порт гемоцитометра и в среднем число клеток, по меньшей мере 8 квадрантов. Чтобы получитьКонечная концентрация клеток, умножьте количество клеток на 10 4.
      Примечание: Наилучшие результаты подсчета клеток получают, когда количество клеток в каждой гемоцитометра квадранте есть 20 - 50.
  2. Культуры клеток на анализе жесткости ПА в увлажненном инкубаторе при температуре 37 ° С и 5% СО 2. Изменить среды каждые 2 - 3 дня. Собирают клетки в случае необходимости под воздействием 5% трипсина / EDTA при 37 ° С в течение 5 мин. Используйте ~ 80 мкл трипсина / ЭДТА на см 2 ткани колбу культуры. Во всех этапов манипулирования клеток, проявлять особую осторожность, чтобы не нарушить поверхность гидрогеля: аспирация или пипетки среду, слегка наклонив Multiwell пластину в сторону и касания кончиком пипетки на боковой стенке каждой лунки, в отличие от прикосновения к гидрогель.
    ПРИМЕЧАНИЕ: для особой заботы, чтобы не повредить поверхность гидрогеля во время стандартной обработки ткани культуры исключением, клетки высевали на жесткость анализ можно манипулировать так же, как если бы они были посеяны нав очередной многоямного пластины.

5. Визуализация клеток, посеянных на ПА жесткости Пробирной

  1. Клетки изображение непосредственно на жесткость анализа ПА.
    Примечание: Все микроскопа - перевернутый, флуоресцентные или конфокальной, могут быть использованы для визуализации клеток.
    ПРИМЕЧАНИЕ: гибкий пластиковый носитель, используемый для построения жесткости анализа полностью прозрачен и не autofluoresce или мешать визуализации клеток. Тем не менее, несмотря на то, гибкой пластиковой самой опоры прозрачна, возможности визуализации будет ограничено рабочее расстояние объектива. Гибкий пластиковый носитель имеет толщину 0,23 мм и типичной рабочее расстояние в цель 10X ~ 4 мм, резко убывает при большом увеличении.
    1. Для получения изображений живых клеток, должность PA жесткость анализ в держателе микроскопа пластины и изображения. Держите сессий изображений при 2 ч, или использовать микроскоп, оснащенный климатической камере в течение более длительного времени визуализации.
    2. Когда жить им клетокстарение не цель, исправить клеток в 4% раствором формальдегида с добавлением 0,1% моющего средства. Замачивание клеток в фиксаторе при комнатной температуре в течение как минимум 2 ч. Промыть PBS в два раза. Отменить фиксирующий отходов в специально отведенных контейнер для отходов.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Клетки могут быть отображены немедленно или хранили погруженными в PBS при 4 ° С в течение 2 недель. ВНИМАНИЕ: Формальдегид токсичен при вдыхании и попадании на. Обращаться с перчатками в химическом вытяжном шкафу.
      Примечание: Протокол фиксации клеток должен быть выбран на основе последующих окрашивания клеток и обработки протоколов, поскольку некоторые фиксаторы повредить некоторые клеточные белки.
    3. Для флуоресцентных изображений, пятно фиксированные клетки с нужной ячейке пятна непосредственно в многоямного пластины. Изображение немедленно.

Результаты

Полиакриламид (ПА) гидрогели широко используются для проверки жесткости в зависимости от клеточного ответа. 17,24 При смешивании различных концентраций акриламида (А) и бис-акриламида (B) можно сделать PA гели, которые охватывают диапазон жесткости большинстве мягких тканей в Тело - 0...

Обсуждение

Полиакриламидном геле, первоначально разработанные для электрофореза, в настоящее время обычно используется 28, культур клеток субстратов для изучения влияния субстрата жесткости на морфологии клеток, подвижности и общения 3,24,29 среди других характеристик клеток. Полиакри...

Раскрытие информации

The authors have nothing to disclose.

Благодарности

This work was funded by start-up funds provided to Dr. Silviya Zustiak by Saint Louis University as well as by a President’s Research Fund (PRF) grant awarded to Dr. Silviya Zustiak by Saint Louis University. We thank Naveed Ahmed and Keval Shah for technical assistance.

Материалы

NameCompanyCatalog NumberComments
Reagents
40% AcrylamideBio-Rad161-0140
2% Bis-acrylamideBio-Rad161-0142
Ammonium PersulfateBio-Rad161-07000
TEMEDSigma AldrichT9281
Sulfo-SANPAHThermo Scientific22589
Collagen Type 1, from Rat tail, 3.68 mg/mlBD Biosciences354236
Dimethyl sulfoxide (DMSO)Fisher ScientificBP231-100
Hydrophobic solution — Repel SilaneGE Healthcare Bio-Sciences17-1332-01
PBS (1x), pH 7.4HyCloneSH30256.01
Polydimehylsiloxane (PDMS) [Slygard 182 Elastomer Kit]Elsworth Adhesives3097358-1004
Tyrpsin/EDTA (10x)Sigma Aldrich44174
RPMI-1640 Medium (1x)HyCloneSH30027-02
Fetal Bovine SerumHyCloneSH30073-03
Penicillin StreptomycinMP Biomedicals1670046
Detergent: Triton-XSigma AldrichT8787
Formaldehyde 37% SolutionSigma AldrichF1635
Bovine Serum Albumin (BSA)Sigma AldrichA2153
BSA-based cell adhesion blocking kit — ECM Cell Adhesion Array KitChemicon InternationalECM540
Disposable lab equipment
flexible plastic support — GelBond PAG Film for Polyacrylamide GelsGE Healthcare Bio-Sciences309819
Glass PlatesSlumpysGBS4100SFSL
50 ml conical tubesFisher Scientific3181345107
15 ml conicals tubesFALCON352097
Micro centrifuge tubesFisher Scientific2 ml: 02681258
96-well plate (flat bottom)Fisher Scientific12565501
Disposable Pipettes (1 ml, 2 ml, 5 ml, 10 ml, 25 ml, 50 ml)Fisher Scientific1 ml: 13-678-11B, 2 ml: 05214038, 5 ml (FALCON): 357529, 10 ml: 13-678-11E, 25 ml: 13-678-11, 50 ml: 13-678-11F
Glass Transfer PipettesFisher Scientific5 3/4": 1367820A, 9":136786B
Pipette Tips (1-200 μl, 101-1000 μl)Fisher Scientific2707509
Plastic Standard Disposable Transfer PipettesFisher Scientific13-711-9D
ParafilmPARAFILM PM992
Powder Free Examination GlovesQuest92897
Silicone spacers — Silicone sheet, 0.5 mm thick/13 cm x 18 cmGrace Bio-LabsJTR-S-0.5
Large/non-disposable lab equipment
Light and Flourescent Microscope (Axiovert 200M)Zeiss3820005619
Microscope SoftwareZeissAxioVision Rel. 4.8.2
UV ovenUVITRONUV1080
Vacuum chamber/degasserBelArt999320237
Vacuum pump for degasserKNF Lab5097482
Tissue Culture HoodNUAIRENU-425-600
Chemical Fume HoodKEWAUNEE99151
Inverted Microscope (Axiovert 25)Zeiss663526
IncubatorNUAIRENU-8500
Pipette AidDrummond Scientific Co.P-76864
HemacytometerBright-Line383684

Ссылки

  1. Levental, I., Georges, P. C., Janmey, P. A. Soft biological materials and their impact on cell function. Soft Matter. 3, 299-306 (2007).
  2. Minton, K. Mechanotransduction: A stiff response. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 15 (8), 500-500 (2014).
  3. Yeung, T., et al. Effects of substrate stiffness on cell morphology, cytoskeletal structure, and adhesion. Cell motility and the cytoskeleton. 60 (1), 24-34 (2005).
  4. Watt, F. M., Huck, W. T. Role of the extracellular matrix in regulating stem cell fate. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 14 (8), 467-473 (2013).
  5. Zustiak, S., Nossal, R., Sackett, D. L. Multiwell stiffness assay for the study of cell responsiveness to cytotoxic drugs. Biotechnology and bioengineering. 111 (2), (2014).
  6. Mih, J. D., et al. A multiwell platform for studying stiffness-dependent cell biology. PLoS One. 6 (5), e19929 (2011).
  7. Sunyer, R., Jin, A. J., Nossal, R., Sackett, D. L. Fabrication of hydrogels with steep stiffness gradients for studying cell mechanical response. PloS one. 7 (10), e46107 (2012).
  8. Herrick, W. G., et al. PEG-phosphorylcholine hydrogels as tunable and versatile platforms for mechanobiology. Biomacromolecules. 14 (7), 2294-2304 (2013).
  9. Tokuda, E. Y., Leight, J. L., Anseth, K. S. Modulation of matrix elasticity with PEG hydrogels to study melanoma drug responsiveness. Biomaterials. 35 (14), 4310-4318 (2014).
  10. Feng, J., et al. Substrate stiffness influences the outcome of antitumor drug screening in vitro. Clinical hemorheology and microcirculation. 55 (1), 121-131 (2013).
  11. Ramamoorthi, K., Hara, J., Ito, C., Asuri, P. Role of Three-Dimensional Matrix Stiffness in Regulating the Response of Human Neural Cells to Toxins. Cellular and Molecular Bioengineering. 7 (2), 1-7 (2014).
  12. Tilghman, R. W., et al. Matrix rigidity regulates cancer cell growth and cellular phenotype. PloS one. 5 (9), e12905 (2010).
  13. Gobaa, S., et al. Artificial niche microarrays for probing single stem cell fate in high throughput. Nature methods. 8 (11), 949-955 (2011).
  14. Kumachev, A., et al. High-throughput generation of hydrogel microbeads with varying elasticity for cell encapsulation. Biomaterials. 32 (6), 1477-1483 (2011).
  15. Fu, J., et al. Mechanical regulation of cell function with geometrically modulated elastomeric substrates. Nature Methods. 7 (9), 733-736 (2010).
  16. Pelham, R. J., Wang, Y. Cell locomotion and focal adhesions are regulated by substrate flexibility. Proc Natl Acad Sci U S A. 94 (25), 13661-13665 (1997).
  17. Tse, J. R., Engler, A. J., et al. Preparation of hydrogel substrates with tunable mechanical properties. Current protocols in cell biology / editorial board, Juan S. Bonifacino ... [et al.]. 10 (Unit 10 16), (2010).
  18. Yeung, T., et al. Effects of substrate stiffness on cell morphology, cytoskeletal structure, and adhesion. Cell motility and the cytoskeleton. 60 (1), 24-34 (2005).
  19. Lo, C. -. M., Wang, H. -. B., Dembo, M., Wang, Y. -. l. Cell movement is guided by the rigidity of the substrate. Biophysical journal. 79 (1), 144-152 (2000).
  20. Engler, A. J., Sen, S., Sweeney, H. L., Discher, D. E. Matrix elasticity directs stem cell lineage specification. Cell. 126 (4), 677-689 (2006).
  21. Discher, D. E., Janmey, P., Wang, Y. -. l. Tissue cells feel and respond to the stiffness of their substrate. Science. 310 (5751), 1139-1143 (2005).
  22. Young, D. A., Choi, Y. S., Engler, A. J., Christman, K. L. Stimulation of adipogenesis of adult adipose-derived stem cells using substrates that mimic the stiffness of adipose tissue. Biomaterials. 34 (34), 8581-8588 (2013).
  23. Semler, E. J., Lancin, P. A., Dasgupta, A., Moghe, P. V. Engineering hepatocellular morphogenesis and function via ligand-presenting hydrogels with graded mechanical compliance. Biotechnology Bioengineering. 89 (3), 296-307 (2005).
  24. Reinhart-King, C. A., Dembo, M., Hammer, D. A. Cell-cell mechanical communication through compliant substrates. Biophysical journal. 95 (12), 6044-6051 (2008).
  25. Fischer, R. S., Myers, K. A., Gardel, M. L., Waterman, C. M. Stiffness-controlled three-dimensional extracellular matrices for high-resolution imaging of cell behavior. Nature protocols. 7 (11), 2056-2066 (2012).
  26. Quinlan, A. M., Billiar, K. L. Investigating the role of substrate stiffness in the persistence of valvular interstitial cell activation. Journal of Biomedical Materials Research Part A. 100 (9), 2474-2482 (2012).
  27. Zustiak, S. P., Leach, J. B. Hydrolytically degradable poly(ethylene glycol) hydrogel scaffolds with tunable degradation and mechanical properties. Biomacromolecules. 11 (5), 1348-1357 (2010).
  28. Chrambach, A., Rodbard, D. Polyacrylamide gel electrophoresis. Science. 172 (3982), 440-451 (1971).
  29. Lin, Y. C., et al. Mechanosensing of substrate thickness. Physical review. E, Statistical, nonlinear, and soft matter physics. 82 (4), 041918 (2010).
  30. Chrambach, A. . The Practice of Quantitative Gel Electrophoresis. , (1985).
  31. Sagvolden, G., Giaever, I., Pettersen, E. O., Feder, J. Cell adhesion force microscopy. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 96 (2), 471-476 (1999).
  32. Javaherian, S., Li, K. J., McGuigan, A. P. A simple and rapid method for generating patterned co-cultures with stable interfaces. BioTechniques. 55 (1), 21-26 (2013).
  33. Tarone, G., Galetto, G., Prat, M., Comoglio, P. M. Cell surface molecules and fibronectin-mediated cell adhesion: effect of proteolytic digestion of membrane proteins. The Journal of cell biology. 94 (1), 179-186 (1982).
  34. Trujillo, V., Kim, J., Hayward, R. C. Creasing instability of surface-attached hydrogels. Soft Matter. 4 (3), 564-569 (2008).
  35. Saha, K., et al. Surface creasing instability of soft polyacrylamide cell culture substrates. Biophysical journal. 99 (12), L94-L96 (2010).
  36. Buxboim, A., Rajagopal, K., Andre’EX, B., Discher, D. E. How deeply cells feel: methods for thin gels. Journal of Physics: Condensed Matter. 22 (19), 194116 (2010).
  37. Merkel, R., Kirchgessner, N., Cesa, C. M., Hoffmann, B. Cell force microscopy on elastic layers of finite thickness. Biophysical journal. 93 (9), 3314-3323 (2007).

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи

Запросить разрешение

Смотреть дополнительные статьи

97

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Исследования

Образование

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены