Name: micropipette aspiration of substrate-attached cells to estimate cell stiffness
Uploaded: 2012-09-27T12:00:00
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Ein. Ziehen Glasmikropipetten Ausstattung: Feinpipettenziehvorrichtung, Microforge. Glass: Boroscillicate Glaskapillaren (~ 1,5 mm Außendurchmesser, ~ 1,4 mm Innendurchmesser). <ol><li> Mikropipetten gezogen werden über die gleichen grundlegenden Ansatz, der verwendet werden, um Glasmikroelektroden für die Elektrophysiologie Aufnahmen vorzubereiten. Kurz gesagt wird eine Glaskapillare in der Mitte erhitzt un...

<ol>
	<li>Rand, R. P., Burton, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+properties+of+the+red+cell+membrane.+I.+Membrane+stiffness+and+intracellular+pressure.">Mechanical properties of the red cell membrane. I. Membrane stiffness and intracellular pressure.</a> Biophys. J. 4, 115-135 (1964).</li><li>Discher, D. E., Mohandas, N., Evans, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+maps+of+red+cell+deformation:+hidden+elasticity+and+in+situ+connectivity.">Molecular maps of red cell deformation: hidden elasticity and in situ connectivity.</a> Science. 266, 1032-1035 (1994).</li><li>Schmid-Sch&#246;nbein, G. W., Sung, K. 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A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fibroblast+adaptation+and+stiffness+matching+to+soft+elastic+substrates.">Fibroblast adaptation and stiffness matching to soft elastic substrates.</a> Biophysical Journal. 93, 4453 (2007).</li><li>Kowalsky, G. B., Byfield, F. J., Levitan, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=oxLDL+facilitates+flow-induced+realignment+of+aortic+endothelial+cells.">oxLDL facilitates flow-induced realignment of aortic endothelial cells.</a> Am. J. Physiol. Cell. Physiol. 295, 332-340 (2008).</li><li>Ketene, A. N., Schmelz, E. M., Roberts, P. C., Agah, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+cancer+progression+on+the+viscoelasticity+of+ovarian+cell+cytoskeleton+structures.">The effects of cancer progression on the viscoelasticity of ovarian cell cytoskeleton structures.</a> Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine. , (2011).</li><li>Kole, T. P., Tseng, Y., Huang, L., Katz, J. L., Wirtz, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rho+kinase+regulates+the+intracellular+micromechanical+response+of+adherent+cells+to+rho+activation.">Rho kinase regulates the intracellular micromechanical response of adherent cells to rho activation.</a> Mol. Biol. Cell. 15, 3475-3484 (2004).</li><li>Hall, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rho+GTPases+and+the+Actin+Cytoskeleton.">Rho GTPases and the Actin Cytoskeleton.</a> Science. 279, 509-514 (1998).</li><li>Okajima, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atomic+Force+Microscopy+for+the+Examination+of+Single+Cell+Rheology.+In.">Atomic Force Microscopy for the Examination of Single Cell Rheology. In.</a> Methods Mol. Biol. 736, 303-329 (2011).</li><li>Wang, N., Butler, J. P., Ingber, D. 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T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complex+fluids:+probing+mechanical+properties+of+biological+systems+with+optical+tweezers.">Complex fluids: probing mechanical properties of biological systems with optical tweezers.</a> Annu. Rev. Phys. Chem. 61, 421-440 (2010).</li><li>Hosu, B. G., Sun, M., Marga, F., Grandbois, M., Forgacs, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eukaryotic+membrane+tethers+revisited+using+magnetic+tweezers.">Eukaryotic membrane tethers revisited using magnetic tweezers.</a> Phys. Biol. 4, 67-78 (2007).</li></ol>

Mikroaspiration stellt eine einfache und hoch reproduzierbares Verfahren zur Zelle Steifigkeit / Verformbarkeit durch Anlegen von Unterdruck an eine Zellmembran und Meßmembran Verformbarkeit in Reaktion auf wohldefinierte Druck schätzen. Es wurde zuerst von Mitchison und Swann (1954) entwickelt, um die elastischen Eigenschaften von Seeigel-Eiern zu charakterisieren Einblicke in die Mechanismen der Zellteilung 21 und dann auf die mechanischen Eigenschaften der roten Blutkörperchen 1 aussehen gebe...

<table border="1"><tbody><tr><td> Namen Reagenz </td><td> Firma </td><td> Katalog / Modellnummer </td><td> Kommentare </td></tr><tr><td> Sutter Pipette puller </td><td> Sutter Instruments </td><td> P-97 </td><td></td></tr><tr><td> Microforge </td><td> Narishige </td><td> MF-830 </td><td></td></tr><tr><td> Inverted Fluoreszenzmikroskop </td><td> Zeiss </td><td> Axiovert 200M </td><td> Das Mikroskop sollte vorzugsweise mit 3D/deconvolution Fähigkeiten ausgestattet werden. </td></tr><tr><td> Videocamera </td><td> Zeiss </td><td> AxioCam MRm </td><td></td></tr><tr><td> Image Acquisition sotware </td><td> Zeiss </td><td> AxioVision </td><td></td></tr><tr><td> Pneumatische Druck-Messumformer </td><td> BioTek </td><td> DPM-1B </td><td> DPM1B Pneumatische Transducer Tester können nun durch FLUKE gefunden werden. </td></tr><tr><td> Pipette aus Glas </td&gt; <td> Richland </td><td> Customized Glas </td><td> Pipetten wurden mit einer 1,2 Innendurchmesser und 1,6 Außendurchmesser angepasst. </td></tr><tr><td> DiI Dye </td><td> Invitrogen </td><td> D282 </td><td> Löst sich gut in DMSO </td></tr></tbody></table>

micropipette aspiration of substrate-attached cells to estimate cell stiffness

Wachsende Zahl von Studien zeigen, dass biomechanischen Eigenschaften einzelner Zellen wichtige Rollen spielen an einer Vielzahl zellulärer Funktionen, einschließlich der Zellproliferation, Differenzierung, Migration und Zell-Zell-Interaktionen. Die beiden wichtigsten Parameter der zellulären Biomechanik sind zelluläre Verformbarkeit oder Steifigkeit und die Fähigkeit der Zellen, sich zusammenzuziehen und Kraft erzeugen. Hier beschreiben wir ein schnelles und einfaches Verfahren zu Zelle Steifigkeit durch Messen des Grades der Membranverformung in Reaktion auf negativen Druck mit einem Glas-Mikropipette zur Zelloberfläche, eine Technik, die Mikropipette oder Aspiration Mikroaspiration genannt aufgebracht abzuschätzen. Mikroaspiration wird durch Ziehen einer Glaskapillare, eine Mikropipette mit einem sehr kleinen Spitze (2-50 Mikrometer Durchmesser in Abhängigkeit von der Größe einer Zelle oder einer Gewebeprobe), der dann an eine pneumatische Druckwandler verbunden ist und auf eine enge erstellen durchgeführt Nähe einer Zelle unter einem Mikroskop. Wenn derPipettenspitze berührt eine Zelle, ein Schritt der Unterdruck an der Pipette durch die pneumatische Druckwandler Erzeugen gut definierten Druck auf der Zellmembran aufgebracht. In Reaktion auf den Druck wird die Membran in die Pipette und progressive Membranverformung oder &quot;-Membran Projektion&quot; in die Pipette wird als Funktion der Zeit gemessen wird abgesaugt. Das Grundprinzip dieses experimentellen Ansatzes ist, dass der Grad der Verformung Membran als Reaktion auf eine definierte mechanische Kraft eine Funktion der Membran Steifigkeit ist. Je steifer die Membran ist, desto langsamer ist die Rate der Membranverformung und je kürzer die Steady-State-Aspiration length.The Technik kann auf isolierte Zellen, sowohl in Suspension und Substrat-verknüpften, große Organellen durchgeführt werden, und Liposomen. Analyse durch Vergleichen maximalen Membran Verformungen unter einem vorgegebenen Druck für unterschiedliche Zellpopulationen oder experimentellen Bedingungen erreicht durchgeführt. A &quot;Steifigkeitskoeffizienten&quot; ist estimated durch Auftragen der angesaugten Länge Membranverformung als Funktion der angelegten Druck. Weiterhin können die Daten weiter analysiert werden, um den Elastizitätsmodul der Zellen (E), die häufigste Parameter Steifigkeit Materialien charakterisieren abzuschätzen. Es ist wichtig anzumerken, dass Plasmamembranen von eukaryotischen Zellen als Zweikomponenten-System, bei dem Lipiddoppelschicht-Membran von der Sub-Membran Zytoskeletts und dass es das Zytoskelett, die das mechanische Gerüst der Membran bildet und dominiert die Verformbarkeit underlied wird eingesehen werden des zellularen Umschlag. Dieser Ansatz ermöglicht daher Sondieren die biomechanischen Eigenschaften der Untergruppe Membran Zytoskelett.

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Micropipette Aspiration of Substrate-attached Cells to Estimate Cell Stiffness

Hier beschreiben wir eine schnelle und einfache Methode, um Zellen Steifigkeit zu messen. Das allgemeine Prinzip dieser Methode besteht darin, Membranverformung in Reaktion auf wohldefinierte negativen Druck durch eine Mikropipette an die Zelloberfläche aufgebracht messen. Diese Methode bietet ein leistungsfähiges Werkzeug zur biomechanischen Eigenschaften von Substrat-anhaftenden Zellen zu studieren.

Mikropipette Aspiration von Substrat-attached Cells zu schätzen Zelle Stiffness

Growing number of studies show that biomechanical properties of individual cells play major roles in multiple cellular functions, including cell ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

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Entwurf eines zyklischen Druck Bioreaktor für die Ex Vivo Studium der Aorten-Herzklappen

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic ...

Forschung

Biotechnik

Alginate Microcapsule as a 3D Platform for Propagation and Differentiation of Human Embryonic Stem Cells (hESC) to Different Lineages

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Alginat-Mikrokapseln als 3D-Plattform für die Vermehrung und Differenzierung von humanen embryonalen Stammzellen (hES) auf verschiedenen Linien

Human embryonic stem cells (hESC) are emerging as an attractive alternative source for cell replacement therapy since they can be expanded in culture ...

Spatio-Temporal Manipulation of Small GTPase Activity at Subcellular Level and on Timescale of Seconds in Living Cells

Räumlich-zeitliche Manipulation kleiner GTPase-Aktivität in subzellulären Ebene und auf Zeitskala von Sekunden in lebenden Zellen

Dynamic regulation of the Rho family of small guanosine triphosphatases (GTPases) with great spatiotemporal precision is essential for various cellular ...

Transplantation of Induced Pluripotent Stem Cell-derived Mesoangioblast-like Myogenic Progenitors in Mouse Models of Muscle Regeneration

Transplantation von induzierten pluripotenten Stammzellen-abgeleiteten mesoangioblast-ähnlichen myogenen Vorläufern in Mausmodellen der Muskelregeneration

Patient-derived iPSCs could be an invaluable source of cells for future autologous cell therapy protocols. iPSC-derived myogenic stem/progenitor cells ...

Ordering Single Cells and Single Embryos in 3D Confinement: A New Device for High Content Screening

Bestellen Einzelzellen und Einzel Embryos in 3D Confinement: Ein neues Gerät für High Content Screening

Biological cells are usually observed on flat (2D) surfaces. This condition is not physiological, and phenotypes and shapes are highly variable. Screening ...

Simple Polyacrylamide-based Multiwell Stiffness Assay for the Study of Stiffness-dependent Cell Responses

Einfache Polyacrylamid-basierten Multiwell Steifigkeit Assay für das Studium der Steifigkeit abhängige Zell-Antworten

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 ...

A Method to Estimate Cadaveric Femur Cortical Strains During Fracture Testing Using Digital Image Correlation

Eine Methode, um Cadaveric Femur kortikalen Stämme während Fraktur Tests mit digitaler Bildkorrelation schätzen

This protocol describes the method using digital image correlation to estimate cortical strain from high speed video images of the cadaveric femoral ...

Human Pluripotent Stem Cell Culture on Polyvinyl Alcohol-Co-Itaconic Acid Hydrogels with Varying Stiffness Under Xeno-Free Conditions

Menschlichen pluripotenten Stammzelle-Kultur auf Polyvinyl Alkohol-Co-Itaconic Säure Hydrogele mit unterschiedlicher Steifigkeit Xeno-freien Bedingungen

The effect of physical cues, such as the stiffness of biomaterials on the proliferation and differentiation of stem cells, has been investigated by ...

Stiffness Measurement of Soft Silicone Substrates for Mechanobiology Studies Using a Widefield Fluorescence Microscope

Messung der Steifigkeit weichem Silikon Substrate für Mechanobiology Studien mit einem Weitfeld-Fluoreszenz-Mikroskop

Soft tissues in the human body typically have stiffness in the kilopascal (kPa) range. Accordingly, silicone and hydrogel flexible substrates have been ...

Single-Cell Optical Action Potential Measurement in Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes

Einzelzellige optische Aktionspotentialmessung in human induzierten pluripotenten Stammzell-abgeleiteten Kardiomyozyten

Conventional intracellular microelectrode techniques to quantify cardiomyocyte electrophysiology are extremely complex, labor intensive, and typically ...