Name: induction of adhesion-dependent signals using low-intensity ultrasound
Uploaded: 2012-05-08T13:00:00
Duration: 8 min 51 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Induction of Adhesion-dependent Signals Using Low-intensity Ultrasound at JoVE.com

وأيد هذا العمل من قبل منحة ويلكوم ترست 088419 إلى MDB ورعايته من قبل سميث ونفيو المحدودة في المملكة المتحدة

<ol>
	<li>Bass, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+syndecan-4+hair+trigger+initiates+wound+healing+through+caveolin-+and+RhoG-regulated+integrin+endocytosis.">A syndecan-4 hair trigger initiates wound healing through caveolin- and RhoG-regulated integrin endocytosis.</a> Dev. Cell. 21, 681-693 (2011).</li><li>Echtermeyer, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delayed+wound+repair+and+impaired+angiogenesis+in+mice+lacking+syndecan-4.">Delayed wound repair and impaired angiogenesis in mice lacking syndecan-4.</a> J. Clin. Invest. 107, R9-R14 (2001).</li><li>Bass, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Syndecan-4-dependent+Rac1+regulation+determines+directional+migration+in+response+to+the+extracellular+matrix.">Syndecan-4-dependent Rac1 regulation determines directional migration in response to the extracellular matrix.</a> J. Cell Biol. 177, 527-538 (2007).</li><li>Woods, A., Couchman, J. R., Johansson, S., Hook, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adhesion+and+cytoskeletal+organisation+of+fibroblasts+in+response+to+fibronectin+fragments.">Adhesion and cytoskeletal organisation of fibroblasts in response to fibronectin fragments.</a> Embo. J. 5, 665-670 (1986).</li><li>Mahoney, C. M., Morgan, M. R., Harrison, A., Humphries, M. J., Bass, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Therapeutic+ultrasound+bypasses+canonical+syndecan-4+signaling+to+activate+rac1.">Therapeutic ultrasound bypasses canonical syndecan-4 signaling to activate rac1.</a> J. Biol. Chem. 284, 8898-8909 (2009).</li><li>Claes, L., Willie, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+enhancement+of+bone+regeneration+by+ultrasound.">The enhancement of bone regeneration by ultrasound.</a> Prog. Biophys. Mol. Biol. 93, 384-398 (2007).</li><li>Heckman, J. D., Ryaby, J. P., McCabe, J., Frey, J. J., Kilcoyne, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acceleration+of+tibial+fracture-healing+by+non-invasive,+low-intensity+pulsed+ultrasound.">Acceleration of tibial fracture-healing by non-invasive, low-intensity pulsed ultrasound.</a> J. Bone Joint Surg. Am. 76, 26-34 (1994).</li><li>Kristiansen, T. K., Ryaby, J. P., McCabe, J., Frey, J. J., Roe, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accelerated+healing+of+distal+radial+fractures+with+the+use+of+specific,+low-intensity+ultrasound.+A+multicenter,+prospective,+randomized,+double-blind,+placebo-controlled+study.">Accelerated healing of distal radial fractures with the use of specific, low-intensity ultrasound. A multicenter, prospective, randomized, double-blind, placebo-controlled study.</a> J. Bone Joint Surg. Am. 79, 961-973 (1997).</li><li>Danen, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Requirement+for+the+synergy+site+for+cell+adhesion+to+fibronectin+depends+on+the+activation+state+of+integrin+alpha+5+beta+1.">Requirement for the synergy site for cell adhesion to fibronectin depends on the activation state of integrin alpha 5 beta 1.</a> J. Biol. Chem. 270, 21612-21618 (1995).</li><li>Del Pozo, M. A., Price, L. S., Alderson, N. B., Ren, X. D., Schwartz, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adhesion+to+the+extracellular+matrix+regulates+the+coupling+of+the+small+GTPase+Rac+to+its+effector+PAK.">Adhesion to the extracellular matrix regulates the coupling of the small GTPase Rac to its effector PAK.</a> Embo. J. 19, 2008-2014 (2000).</li><li>Makarem, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Competitive+binding+of+vascular+cell+adhesion+molecule-1+and+the+HepII/IIICS+domain+of+fibronectin+to+the+integrin+alpha+4+beta+1.">Competitive binding of vascular cell adhesion molecule-1 and the HepII/IIICS domain of fibronectin to the integrin alpha 4 beta 1.</a> J. Biol. Chem. 269, 4005-4011 (1994).</li></ol>

أندرو هاريسون هو موظف في شركة سميث ونفيو المحدودة في المملكة المتحدة.

في هذا البروتوكول وصفنا الطريقة التي يمكن استخدامها لعلاج الذي يتم تطبيقه عادة للمرضى الإنسان في الخلية المستندة إلى التجارب. والهدف النهائي هو لفهم الآلية الجزيئية للعمل الموجات فوق الصوتية بحيث يمكن أن يتم تكريره في العلاج. في هذا البروتوكول، ونحن نستخدم الخلايا الليفية الماوس الجنينية (MEFs) كنموذج نظام الخلية، ولكن لم يتم العثور على الموجات فوق الصوتية أيضا أن تكون فعالة في الخلايا الليفية الأولية القلفة الإنسان 5، والخلايا الجذعية الوسيطة، وبانيات غضروفية 6. نحن نستخدم Rac1 تفعيل باعتباره فحص سبيل المثال الكيمياء الحيوية، ولكن يمكن استخدام أسلوب بالتساوي لاختبار تنظيم الفسفرة البروتين أو تشكيل مجمعات البروتين بواسطة مناعي. للمثال مناعي نظهر تأثير الموجات فوق الصوتية على تشكيل التصاق التنسيق، ولكن يمكن دراسة إعادة توزيع أي جزيء. على سبيل المثال، يمكن للمرء اختبار توظيف العوامل عصاري خلوي إلى غشاء البلازما، colocalisation من المتواجدالإضافية في الحويصلات الاتجار أو دراسة تأثير الموجات فوق الصوتية في منظمة مغزل الإنقسامية. حتى الآن لم يقتصر أنفسنا لاختبار فبرونيكتين التي تعتمد على المسارات، وذلك من تأثير الموجات فوق الصوتية على الخلايا على الكولاجين، أو في وجود عوامل النمو يمكن اختبار لبناء صورة لكيفية الموجات فوق الصوتية يؤثر على سلوك الخلية في بيئة معقدة أكثر يشبه وضعا في الجسم الحي. وسوف يكون أكبر تحد لاختبار تأثير الموجات فوق الصوتية باستخدام الوقت الفاصل بين التصوير، حيث وجود باعث عرقلة مسار الضوء والاهتزازات من العقبات الموجات فوق الصوتية الحالي فنية إضافية. ومع ذلك، فإن حقيقة أن تطبيق العلاج يتطلب 20 دقيقة فقط في اليوم الواحد من التحفيز يشير إلى أن تحليل سلوك الخلية بعد موجة من التحفيز قد تكون مثمرة.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> اسم كاشف </td><td> شركة </td><td> فهرس العدد </td><td> تعليق (اختياري) </td></tr><tr><td> sulpho-M-maleimidobenzoyl-N-hydrosuccinimide استر </td><td> FisherPerbio </td><td> PN22312 </td><td> ويمكن تخزين 25 سهما ملي المذاب في الماء عند درجة حرارة -20 درجة مئوية </td></tr><tr><td> 6 كذلك لوحة زراعة الأنسجة </td><td> كورنينج </td><td> 3516 </td><td> ويمكن من البلاستيك من الشركات الأخرى معطف سيئة </td></tr><tr><td> 13 ملم الزجاج ساترة </td><td> مختبر علمي لوازم Ltd.SLS </td><td> MIC3336 </td><td> يمكن للزجاج من الشركات الأخرى معطف سيئة </td></tr><tr><td> برنامج تلفزيوني </td><td> سيغما </td><td> D8537 </td><td></td></tr><tr><td> برنامج تلفزيوني، كا 2 + 2 ملغ + </td><td> سيغما </td><td> D8662 </td><td></td></tr><tr><td> 50K إنتغرين يجند (شظية فبرونيكتين) </td><td> بناء وصف وقبلparation في 11 و 9 </td><td></td><td> ويمكن استخدام بديل يغاندس مصفوفة لاستجواب مسارات أخرى </td></tr><tr><td> جيش صرب البوسنة </td><td> سيغما </td><td> A3059 </td><td></td></tr><tr><td> سيكلوهيكسيميد </td><td> سيغما </td><td> C7698 </td><td> ويمكن تخزين الأوراق المالية كما 10mg/ml في الماء </td></tr><tr><td> DMEM/25 HEPES ملي </td><td> سيغما </td><td> D6171 </td><td></td></tr><tr><td> Exogen 4000 + </td><td> شركة سميث اند نفيو </td><td></td><td></td></tr><tr><td> الموجات فوق الصوتية اقتران هلام </td><td> شركة سميث اند نفيو </td><td></td><td></td></tr><tr><td> SAFHS مؤشر </td><td> شركة سميث اند نفيو </td><td></td><td></td></tr><tr><td> hVIN-1 </td><td> سيغما </td><td> V9264 </td><td></td></tr><tr><td> DyLight 488-مترافق مكافحة فأر </td><td> Stratech العلمية </td><td> 715-485-150 </td><td></td></tr><tr><td> TRITC ذات العلامات phalloidin &lt;/ TD&gt; <td> سيغما </td><td> P1951 </td><td></td></tr><tr><td> إطالة الذهب كاشف antifade </td><td> إينفيتروجن </td><td> P36930 </td><td></td></tr><tr><td> كاملة المانع البروتيني (EDTA الحرة) </td><td> روش </td><td> 056 489 001 </td><td> 100 × الأوراق المالية تتكون من قرص تخزين في -20 درجة مئوية </td></tr><tr><td> PAK-الجلوتاثيون الخرز الاغاروز </td><td> بناء وإعداد وصف في 10 </td><td></td><td></td></tr><tr><td> الغليسيرول </td><td> الصياد </td><td> G/0650/17 </td><td></td></tr><tr><td> Hepes </td><td> أبولو العلمية </td><td> BI8181 </td><td> جعل الأسهم 1M ودرجة الحموضة إلى 7.4 </td></tr><tr><td> كلوريد الصوديوم </td><td> الصياد </td><td> S/0160/65 </td><td></td></tr><tr><td> NP40 </td><td> سيغما </td><td> I3021 </td><td></td></tr><tr><td> الصوديوم Deoxycholate </td><td> سيغما </td><td> D6750 </td><td></td></tr><tr><td> EGTA </td><td> سيغما </td><td> E4378 </td><tد&gt; </td></tr><tr><td> EDTA </td><td> سيغما </td><td> E5134 </td><td></td></tr></tbody></table>

induction of adhesion-dependent signals using low-intensity ultrasound

في الكائنات متعددة الخلايا، وتملي سلوك الخلية عن طريق التفاعل مع المصفوفة خارج الخلية. نتائج مصفوفة الارتباط مجموعة من تنظيم الهجرة الخلية، وانتشار الأسلحة النووية، إلى إفراز وحتى التفريق. الإشارات الكامنة وراء كل من هذه العمليات المعقدة تنشأ من التفاعلات الجزيئية من مستقبلات المصفوفة خارج الخلية على سطح الخلية. integrins يست المستقبلات prototypic وتقديم وصلة ميكانيكية بين المصفوفة خارج الخلية والهيكل الخلوي، وكذلك الشروع في بعض من أجهزة الطرد المركزي التي تعتمد على الالتصاق مما يشير. ومع ذلك، فإنه بات من الواضح بشكل متزايد أن مستقبلات عبر الغشاء إضافية تعمل جنبا إلى جنب مع لل integrins لتنظيم كل من إنتغرين نفسها وإشارات المصب. وأكثر أناقة من هذه الأمثلة هو بروتيوغليكان عبر الغشاء، syndecan-4، والتي تتعاون مع β α 5 1-إنتغرين خلال التصاق إلى فبرونيكتين. في النماذج الحية demonstrأكلت على أهمية إشارات-4 syndecan، كما syndecan-4-خروج المغلوب الفئران تبدي تخلف الشفاء بسبب عدم كفاءة الخلايا الليفية 1،2 الهجرة. في البرية من نوع الحيوانات، ويتم تشغيل الهجرة من الخلايا الليفية نحو الجرح من قبل ظهور فبرونيكتين أن يترسب تتسرب من الشعيرات الدموية التالفة والتي الضامة في النسيج المصاب. ولذلك هناك اهتمام كبير في اكتشاف الاستراتيجيات التي تعزز فبرونيكتين التي تعتمد على الإشارات، ويمكن تسريع عمليات الإصلاح. ويمكن فصل مكونات إنتغرين بوساطة وsyndecan-4-بوساطة من فبرونيكتين التي تعتمد على إشارات من الخلايا المحفزة مع شظايا فبرونيكتين المؤتلف. على الرغم من أن إنتغرين المشاركة أمر ضروري للالتصاق الخلية، وينظم بعض فبرونيكتين التي تعتمد على الاشارات التي syndecan-4. Syndecan-4 ينشط إشارة Rac1 تبارزي 3، يسبب إنتغرين إعادة توزيع 1، مشغلات تجنيد جزيئات هيكل الخلية، مثل vinculin، إلى التنسيقالتصاقات 4، ويدفع بذلك الاتجاه 3 هجرة. كنا نبحث عن استراتيجيات بديلة لتفعيل مثل هذه الاشارات، ووجدت أن الموجات فوق الصوتية المنخفضة الحدة نابض (LIPUS) يمكن أن تحاكي آثار الاشتباك-4 syndecan 5. في هذا البروتوكول وصفنا الطريقة التي يمكن تطبيقها على 30 ميغاواط / سم 2، 1.5 ميغاهيرتز الموجات فوق الصوتية، نابض في 1 كيلو هرتز (الشكل 1) إلى الخلايا الليفية في ثقافة (الشكل 2) للحث على Rac1 التنشيط والتنسيق تشكيل الالتصاق. يتم تطبيق التحفيز الموجات فوق الصوتية لمدة أقصاها 20 دقيقة، كما تم العثور على هذه المجموعة من المعلمات لتكون الأكثر فعالية لتسريع اصلاح كسر السريرية 6. ويستخدم أسلوب شظايا فبرونيكتين المؤتلف للانخراط α β 5 1-إنتغرين، دون إشراك syndecan-4، ويتطلب تثبيط تخليق البروتين بواسطة سيكلوهيكسيميد لمنع ترسب مصفوفة إضافية من الخلايا الليفية.، وتأثير إيجابي سموثق بشكل جيد و الموجات فوق الصوتية على آليات إصلاح 7،8، و من خلال فهم تأثير الجزيئية الموجات فوق الصوتية في الثقافة يجب أن نكون قادرين على صقل هذه التقنية العلاجية لتحسين النتائج السريرية.

Watch this Scientific Journal Video about Induction of Adhesion-dependent Signals Using Low-intensity Ultrasound at JoVE.com

Induction of Adhesion-dependent Signals Using Low-intensity Ultrasound

يصف هذا بروتوكول تحفيز الخلايا الليفية مثقف مع الموجات فوق الصوتية المنخفضة الحدة نابض، وهو ما يدفع التنسيق تشكيل التصاق وRac1 تفعيل عن طريق محاكاة إشراك عبر الغشاء مستقبلات مصفوفة، syndecan-4. ويسمح هذا النهج من التحقيق تقنية السريرية ناجح على المستوى الخلوي، وبالتالي توفير فرص للتحسين من العلاج.

تحريض الإشارات التصاق التي تعتمد على استخدام الموجات فوق الصوتية المنخفضة الحدة

In multicellular organisms, cell behavior is dictated by interactions with the extracellular matrix. Consequences of matrix-engagement range from ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Contrast Ultrasound Targeted Treatment of Gliomas in Mice via Drug-Bearing Nanoparticle Delivery and Microvascular Ablation

الموجات فوق الصوتية على النقيض المستهدفة علاج الاورام الدبقية في الفئران عن طريق تسليم المخدرات جسيمات متناهية الصغر ، إذ تضع وتذرية الاوعية الدموية الدقيقة

We are developing minimally-invasive contrast agent microbubble based therapeutic approaches in which the permeabilization and/or ablation of the ...

Introduction to the Ultrasound Targeted Microbubble Destruction Technique

مقدمة لتقنية الموجات فوق الصوتية مستهدفة تدمير Microbubble

In UTMD, bioactive molecules, such as negatively charged plasmid DNA vectors encoding a gene of interest, are added to the cationic shells of lipid ...

Wideband Optical Detector of Ultrasound for Medical Imaging Applications

النطاق العريض للكشف عن الموجات فوق الصوتية البصرية للتطبيقات التصوير الطبي

Optical sensors of ultrasound are a promising alternative to piezoelectric techniques, as has been recently demonstrated in the field of optoacoustic ...

Real-time Monitoring of High Intensity Focused Ultrasound (HIFU) Ablation of In Vitro Canine Livers Using Harmonic Motion Imaging for Focused Ultrasound (HMIFU)

Real-time Monitoring of High Intensity Focused Ultrasound HIFU Ablation of In Vitro Canine Livers Using Harmonic Motion Imaging for Focused Ultrasound HMIFU

رصد في الوقت الحقيقي وارتفاع كثافة الموجات فوق الصوتية المركزة (HIFU) تذرية<em&gt; في المختبر</em&gt; الناب الأكباد عن طريق متناسق الحركة التصوير بالموجات فوق الصوتية المركزة ل(HMIFU)

Harmonic Motion Imaging for Focused Ultrasound (HMIFU) is a technique that can perform and monitor high-intensity focused ultrasound (HIFU) ablation. An ...

Transmission of Multiple Signals through an Optical Fiber Using Wavefront Shaping

انتقال إشارات متعددة من خلال الألياف البصرية عن طريق واجهة الموجة تشكيل

The transmission of multiple independent optical signals through a multimode fiber is accomplished using wavefront shaping in order to compensate for the ...

An Experimental Protocol for Assessing the Performance of New Ultrasound Probes Based on CMUT Technology in Application to Brain Imaging

وضع بروتوكول تجريبي لتقييم أداء جديدة المسابير الموجات فوق الصوتية على أساس تكنولوجيا كمات في التطبيق لتصوير الدماغ

The possibility to perform an early and repeatable assessment of imaging performance is fundamental in the design and development process of new ...

Manufacturing Abdominal Aorta Hydrogel Tissue-Mimicking Phantoms for Ultrasound Elastography Validation

تصنيع الشريان الاورطي البطني المائية الأنسجة محاكاة أشباح للتحقق من صحة الاستوجرافي بالموجات فوق الصوتية

Ultrasound (US) elastography, or elasticity imaging, is an adjunct imaging technique that utilizes sequential US images of soft tissues to measure the ...

Patient-Specific Polyvinyl Alcohol Phantom Fabrication with Ultrasound and X-Ray Contrast for Brain Tumor Surgery Planning

المريض خاص بوليفينيل الكحول تصنيع الوهمية مع الموجات فوق الصوتية والأشعة السينية على النقيض للتخطيط جراحة ورم الدماغ

Phantoms are essential tools for clinical training, surgical planning and the development of novel medical devices. However, it is challenging to create ...

Functional Transcranial Doppler Ultrasound for Monitoring Cerebral Blood Flow

وظيفية عبر الجمجمة دوبلر الموجات فوق الصوتية لرصد تدفق الدم الدماغي

Functional transcranial Doppler ultrasound (fTCD) is the use of transcranial Doppler ultrasound (TCD) to study neural activation occurring during stimuli ...

Contrast-Enhanced Subharmonic Aided Pressure Estimation (SHAPE) Using Ultrasound Imaging with a Focus on Identifying Portal Hypertension

Contrast-Enhanced Subharmonic Aided Pressure Estimation SHAPE Using Ultrasound Imaging with a Focus on Identifying Portal Hypertension

تقدير الضغط بمساعدة دون التوافقي المعزز بالتباين (SHAPE) باستخدام التصوير بالموجات فوق الصوتية مع التركيز على تحديد ارتفاع ضغط الدم البابي

Noninvasive, accurate measurement of pressures within the human body has long been an important but elusive clinical goal. Contrast agents for ultrasound ...