Name: preparation of complaint matrices for quantifying cellular contraction
Uploaded: 2010-12-14T17:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Complaint Matrices for Quantifying Cellular Contraction at JoVE.com

We danken het lab van Ulrich Schwarz voor computational tracking software die gebruikt wordt in de kwantificering van cellulaire trekkrachten (Sabass et al.., 2008). Dit werk werd ondersteund door een Burroughs Wellcome Career Award en de NIH directeur Pioneer Award (DP10D00354) naar ML Gardel en medische Scientist National Research Service Award (5 T32 GM07281) naar SP Winter.

1. Het activeren van de dekglaasje oppervlak <ol><li> Dekglaasjes (# 1.5, 22x40 mm) zijn schoongemaakt met een reeks van zeep en ethanol wast in een eerder beschreven protocol (Waterman-Storer, 1998) te reinigen en stofvrij maken. </li><li> Plaats coverslips in een roestvrij stalen houder rek, zijn zodanig dat coverslips uit elkaar staan ​​en niet te raken. </li><li> In de chemische zuurkast (nitril handschoenen en een veiligheidsbril aanbevolen), vul volle kracht 3-aminopropyltrimethoxysilaan in isopropanol voor ...

<ol>
	<li>Damljanovic, V., Lajerholm, B. C., Jacobson, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bulk+and+micropatterned+conjugation+of+extracellular+matrix+proteins+to+characterized+polyacrylamid+substrates+for+cell+mechanotransduction+assays.">Bulk and micropatterned conjugation of extracellular matrix proteins to characterized polyacrylamid substrates for cell mechanotransduction assays.</a> Biotechniques. 39 (6), 847-851 (2005).</li><li>Engler, A., Bacakova, L. N. e. w. m. a. n., Hategan, C., Griffin, A., M, D. D. i. s. c. h. e. r. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Substrate+compliance+versus+ligand+in+cell+on+gel+responses.">Substrate compliance versus ligand in cell on gel responses.</a> Biophys J. 86 ((1 Pt 1)), 617-628 (2004).</li><li>Gardel, M. L., Sabass, B., Ji, L., Danuser, G., Schwarz, U. S., Waterman, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Traction+stress+in+focal+adhesions+correlates+biphasically+with+actin+retrograde+flow+speed.">Traction stress in focal adhesions correlates biphasically with actin retrograde flow speed.</a> J Cell Biol. 183, 999-1005 (2008).</li><li>Rajagopalan, P., Marganski, W. A., Brown, X. Q., Wong, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+comparison+of+the+spread+area,+contractility,+and+migration+of+balb/c+3T3+fibroblasts+adhered+to+fibronectin-+and+RGD-modified+substrata.">Direct comparison of the spread area, contractility, and migration of balb/c 3T3 fibroblasts adhered to fibronectin- and RGD-modified substrata.</a> Biophys J. 87 (4), 2818-2827 (2004).</li><li>Reinhart-King, C. A., Dembo, M., Hammer, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+dynamics+and+mechanics+of+endothelial+cell+spreading.">The dynamics and mechanics of endothelial cell spreading.</a> Biophys J. 89, 676-689 (2005).</li><li>Stricker, J., Sabass, B., Schwarz, U. S., Gardel, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+traction+force+microscopy+for+micron-sized+focal+adhesions.">Optimization of traction force microscopy for micron-sized focal adhesions.</a> J. Phys: Condensed Matter. 22, 194104-194114 (2010).</li><li>Sabass, B., Gardel, M. L., Waterman, C. M., Schwarz, U. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+resolution+traction+force+microscopy+based+on+experimental+and+computational+advances.">High resolution traction force microscopy based on experimental and computational advances.</a> Biophys J. 94, 207-220 (2008).</li><li>Yeung, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+substrate+stiffness+on+cell+morphology,+cytoskeletal+structure,+and+adhesion.">Effects of substrate stiffness on cell morphology, cytoskeletal structure, and adhesion.</a> Cell Motil Cytoskeleton. 60 (1), 24-34 (2005).</li><li>Waterman-Storer, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microtubule/organelle+motility+assays.">Microtubule/organelle motility assays.</a> Curr Protoc Cell Biol. , 13.1.1-13.1.21 (1998).</li></ol>

De procedure hier beschreven voor het opzetten van een trekkracht microscopie (TFM) experiment samen, met de implementatie van computationele tracking routines (Sabass et al.., 2008), maakt voor de kwantificering van cellulaire krachten met micron-schaal ruimtelijke resolutie. Voor het optimaliseren van de experimentele protocol, is het van cruciaal belang voor een zuivere en uniforme gel substraat vormen met uniforme coating van ECM ligand. We bespreken hieronder mogelijke valkuilen: ...

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en">	
		
		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>3-aminopropyltrimethyoxysilane</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Aldrich</td>
<td>28, 177-8</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>40% Acrylamide</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>BioRad</td>
<td>161-0140</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>2% Bis-acrylamide</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher BioReagents</td>
<td>BP1404</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>TEMED</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher BioReagents</td>
<td>BP 150-20</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Ammonium persulfate</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>BP179</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>40nm fluorescent micro-spheres</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Invitrogen</td>
<td>F8789</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Sulfo-SANPAH</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Pierce</td>
<td>22589</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Confocal imaging chamber (RC-30)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Warner Instruments</td>
<td>64-0320</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Coverslip spinner</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Home-built</td>
<td>NA</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Ultraviolet lamp CL1000</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>UVP</td>
<td>95-0228-01</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Stainless steel rack</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Electron Microscopy Sciences</td>
<td>72239-04</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>acryloyl-X, SE (6-((acryloyl)amino)hexanoic acid)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Invitrogen
</td>
<td>A-20770</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Hydrazine hydrate</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma Aldrich</td>
<td>225819</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Sodium meta-periodate</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Thermo Scientific</td>
<td>20504</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Isopropanol</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>A416-4</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Fibronectin</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma-Aldrich</td>
<td>F2006</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Collagen</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>BD Biosciences</td>
<td>354236</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Coverslips (#1.5)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Corning</td>
<td>2940&#x2010;224</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Glutaraldehyde</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Electron Microscopy Sciences</td>
<td>16120</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Rain-X</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>SOPUS Products</td>
<td>www.rainx.com</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Acetic Acid</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Acros Organics</td>
<td>64-19-7</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

preparation of complaint matrices for quantifying cellular contraction

De regulering van cellulaire adhesie aan de extracellulaire matrix (ECM) is essentieel voor cel-migratie en ECM remodeling. Focale adhesies zijn macromoleculaire assemblages dat het koppelen van de contractiele F-actine cytoskelet aan de ECM. Deze verbinding zorgt voor de overdracht van intracellulaire mechanische krachten over het celmembraan aan de onderliggende substraat. Recent werk is gebleken dat de mechanische eigenschappen van de ECM regelen focal adhesion en F-actine morfologie evenals tal van fysiologische processen, zoals celdifferentiatie, divisie, proliferatie en migratie. Zo is het gebruik van celkweek substraten een steeds gangbare methode om nauwkeurig te regelen en te moduleren ECM mechanische eigenschappen. Te kwantificeren tractie krachten op focale adhesies in een aanhanger cel, voldoen substraten gebruikt in combinatie met hoge-resolutie beeldvorming en computationele technieken in een methode genoemd trekkracht kracht microscopie (TFM). Deze techniek is gebaseerd op metingen van de lokale omvang en richting van substraat vervormingen veroorzaakt door cellulaire contractie. In combinatie met hoge-resolutie fluorescentie microscopie van fluorescent gelabelde eiwitten, is het mogelijk om correleren organisatie van het cytoskelet en remodeling met trekkrachten. Hier presenteren we een gedetailleerde experimentele protocol voor de bereiding van twee-dimensionale, compliant matrices voor het doel van het creëren van een celkweek substraat met een goed gekarakteriseerde, afstembare mechanische stijfheid, die geschikt is voor het meten van cellulaire contractie. Deze protocollen zijn de fabricage van polyacrylamide hydrogels, coating van ECM eiwitten op dergelijke gels, plating cellen op gels, en hoge-resolutie confocale microscopie met behulp van een perfusie kamer. Daarnaast bieden wij een representatieve steekproef van gegevens die aantonen locatie en de omvang van de cellulaire krachten met behulp van genoemde TFM protocollen.

Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Complaint Matrices for Quantifying Cellular Contraction at JoVE.com

Preparation of Complaint Matrices for Quantifying Cellular Contraction

In deze video, tonen we de experimentele technieken die gebruikt worden om compliant, extracellulaire matrix (ECM) gecoate substraten geschikt voor celcultuur fabriceren, en die vatbaar zijn voor trekkracht microscopie en het observeren van de gevolgen van ECM stijfheid op cel gedrag.

Voorbereiding van de Klacht Matrices voor het kwantificeren van Cellular Contractie

The regulation of cellular adhesion to the extracellular matrix (ECM) is essential for cell migration and ECM remodeling.  Focal adhesions are ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Models and Methods to Evaluate Transport of Drug Delivery Systems Across Cellular Barriers

Modellen en methoden om vervoer van Drug Delivery Systems Across Cellular Barrières Evalueer

Sub-micrometer carriers (nanocarriers; NCs) enhance efficacy of drugs by improving solubility, stability, circulation time, targeting, and release. ...

Preparation and Photoacoustic Analysis of Cellular Vehicles Containing Gold Nanorods

Voorbereiding en Fotoakoestisch Analyse van Cellular Voertuigen die goud nanorods

Gold nanorods are attractive for a range of biomedical applications, such as the photothermal ablation and the photoacoustic imaging of cancer, thanks to ...

Neonatal Cardiac Scaffolds: Novel Matrices for Regenerative Studies

Neonatale Cardiac Steigers: Novel Matrices voor Regenerative Studies

The only definitive therapy for end stage heart failure is orthotopic heart transplantation.  Each year, it is estimated that more than 100,000 donor ...

2D and 3D Matrices to Study Linear Invadosome Formation and Activity

2D en 3D matrices om Lineaire Invadosome Formatie en Activiteit te bestuderen

Cell adhesion, migration, and invasion are involved in many physiological and pathological processes. For example, during metastasis formation, tumor ...

Automated Contraction Analysis of Human Engineered Heart Tissue for Cardiac Drug Safety Screening

Geautomatiseerde Contractie Analyse van Human Engineered hartweefsel voor Cardiac Drug Safety Screening

Cardiac tissue engineering describes techniques to constitute three dimensional force-generating engineered tissues. For the implementation of these ...

Mammalian Cell Division in 3D Matrices via Quantitative Confocal Reflection Microscopy

Zoogdieren celdeling in 3D-Matrices via reflectie van kwantitatieve confocale microscopie

The study of how mammalian cell division is regulated in a 3D environment remains largely unexplored despite its physiological relevance and therapeutic ...

Gel-seq: A Method for Simultaneous Sequencing Library Preparation of DNA and RNA Using Hydrogel Matrices

Gel-seq: Een methode voor de voorbereiding van de bibliotheek van de gelijktijdige Sequencing van DNA en RNA met Hydrogel Matrices

The ability to amplify and sequence either DNA or RNA from small starting samples has only been achieved in the last five years. Unfortunately, the ...

Fabrication of a Multiplexed Artificial Cellular MicroEnvironment Array

Fabricage van een Multiplexed kunstmatige cellulaire communicatie Array

Cellular microenvironments consist of a variety of cues, such as growth factors, extracellular matrices, and intercellular interactions. These cues are ...

Repressing Gene Transcription by Redirecting Cellular Machinery with Chemical Epigenetic Modifiers

Onderdrukken van Gene transcriptie door cellulaire machines met chemische epigenetische Modifiers omleiden

Regulation of chromatin compaction is an important process that governs gene expression in higher eukaryotes. Although chromatin compaction and gene ...

Novel Process for 3D Printing Decellularized Matrices

Nieuwe proces voor afdrukken in 3D Decellularized Matrices

3D bioprinting aims to create custom scaffolds that are biologically active and accommodate the desired size and geometry. A thermoplastic backbone can ...