Name: stretching micropatterned cells on a pdms membrane
Uploaded: 2014-01-22T13:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Stretching Micropatterned Cells on a PDMS Membrane at JoVE.com

Dette arbejde blev grundlagt af Institut Curie, Paris, Frankrig. Den mekaniske båre er designet af Damien Cuvelier (Institut Curie) og er fremstillet af GREM (mecanique-grem.com). Mønstret på PDMS blev udviklet af Ammar Azioune (Bordeaux II-universitetet).

1.. Passivering af PDMS <ol><li> Klip et stykke PDMS cirka 35 mm x 20 mm fra en pre lavet plade (f.eks GelPak, som angivet i tabellen af ​​materialer). </li><li> Fjern de øverste og de nederste beskyttende lag af plast (om nødvendigt) og anvende en pincet til at placere PDMS i en plast (ikke cellekultur behandlet) petriskål. </li><li> Vask PDMS med 70% ethanol i 5 minutter på en rotator ved 30 svingninger / min. </li><li> At tørre overfladen ved strømmende luft på det. </li><li> Belyse med dyb UV (λ = 180 ...

<ol>
	<li>Vogel, V., Sheetz, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Local+force+and+geometry+sensing+regulate+cell+functions.">Local force and geometry sensing regulate cell functions.</a> Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 7, 265-275 (2006).</li><li>Terenna, C. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+mechanisms+redirecting+cell+polarity+and+cell+shape+in+fission+yeast.">Physical mechanisms redirecting cell polarity and cell shape in fission yeast.</a> Curr. Biol. 18 (22), 1748-1753 (2008).</li><li>Guillot, C., Lecuit, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanics+of+epithelial+tissue+homeostasis+and+morphogenesis.">Mechanics of epithelial tissue homeostasis and morphogenesis.</a> Science. 340 (6137), 1185-1189 (2013).</li><li>Bosveld, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+control+of+morphogenesis+by+Fat/Dachsous/Four-jointed+planar+cell+polarity+pathway.">Mechanical control of morphogenesis by Fat/Dachsous/Four-jointed planar cell polarity pathway.</a> Science. 336 (6082), 724-727 (2012).</li><li>Farhadifar, R., Roper, J. C., Aigouy, B., Eaton, S., Julicher, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+influence+of+cell+mechanics,+cell-cell+interactions,+and+proliferation+on+epithelial+packing.">The influence of cell mechanics, cell-cell interactions, and proliferation on epithelial packing.</a> Curr. Biol. 17, 2095-2104 (2007).</li><li>Rauzi, M., Verant, P., Lecuit, T., Lenne, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nature+and+anisotropy+of+cortical+forces+orienting+Drosophila+tissue+morphogenesis.">Nature and anisotropy of cortical forces orienting Drosophila tissue morphogenesis.</a> Nat. Cell Biol. 10, 1401-1410 (2008).</li><li>Mitrossilis, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time+single-cell+response+to+stiffness.">Real-time single-cell response to stiffness.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107 (38), 16518-16523 (2010).</li><li>Irimia, D., Charras, G., Agrawal, N., Mitchison, T., Toner, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polar+stimulation+and+constrained+cell+migration+in+microfluidic+channels.">Polar stimulation and constrained cell migration in microfluidic channels.</a> Lab Chip. 12, 1783-1790 (2007).</li><li>Fink, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=External+forces+control+mitotic+spindle+positioning.">External forces control mitotic spindle positioning.</a> Nat. Cell. Biol. 13 (7), 771-778 (2011).</li><li>Azioune, A., Storch, M., Bornens, M., Th&#233;ry, M., Piel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+and+rapid+process+for+single+cell+micro-patterning.">Simple and rapid process for single cell micro-patterning.</a> Lab Chip. 9 (11), 1640-1642 (2009).</li><li>Azioune, A., Carpi, N., Tseng, Q., Th&#233;ry, M., Piel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+micropatterns:+A+direct+printing+protocol+using+deep+Uvs.">Protein micropatterns: A direct printing protocol using deep Uvs.</a> Methods Cell Biol. 97, 133-146 (2010).</li><li>Azioune, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robust+method+for+high-throughput+surface+patterning+of+deformable+substrates.">Robust method for high-throughput surface patterning of deformable substrates.</a> Langmuir. 27 (12), 7349-7352 (2011).</li><li>Carpi, N., Piel, M., Azioun, A., Cuvelier, D., Fink, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micropatterning+on+silicon+elastomer+(PDMS)+with+deep+UVs.">Micropatterning on silicon elastomer (PDMS) with deep UVs.</a> Protoc. Exch. , (2011).</li><li>Sinha, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cells+respond+to+mechanical+stress+by+rapid+disassembly+of+caveolae.">Cells respond to mechanical stress by rapid disassembly of caveolae.</a> Cell. 144 (3), 402-413 (2011).</li></ol>

Selv om denne teknik har været anvendt adskillige gange, og er grundigt testet, er der flere kritiske trin, der kan føre til en mislykket forsøg. Om PDMS: For dette arbejde, GelPak et kommercielt tilgængeligt tynd PDMS plade blev anvendt. Alternativt PDMS plader kan støbes direkte fra PDMS mix. Vi anbefaler at bruge GelPak fordi det er mere reproducerbar, og er mindre tilbøjelige til at bryde i forhold til specialfremstillede PDMS. Om...

Cellerne komponere et væv i højere organismer er underlagt mekaniske spændinger og strækker kræfter kommer enten fra det eksterne miljø eller fra de omkringliggende celler 1,2. Cellerne skal tilpasse sig og modstå disse kræfter for at bevare væv integritet. Sådanne kræfter er også vigtigt for væv morfogenese under udvikling 3,4. Anvende mekaniske kræfter på dyrkede celler er en måde at efterligne, hvad der kan ske i et væv, men med en kvantitativ og uafhængig kontrol af cellens form og celle deformation 5,6. Til dette, kan adskillige teknikker anvendes. Man kan trykke på cellerne (hele cellen eller en del af det), for eksempel ved hjælp af AFM eller derivater 7,8 eller strække underlaget cellerne vokser på. Det er beskrevet i dette papir metode viser, hvordan man strække en plan substrat belagt med celler. Denne teknik blev oprindeligt udviklet til at vurdere rollen af ​​kræfter, der udøves på mitotic pattedyrceller 9. Mitotiske celler holde forbindelsen til underlaget gennem tilbagetrækningselementer fibre og strækker membranen udøves en kraft på de fibre, der til gengæld gav anledning rotation mitotiske spindel. Interessen for at kombinere klæbende micropatterns og stretching er at opnå en uafhængig kontrol af kræfter og form af de enkelte celler. Det er for eksempel muligt at strække ægformede celle, i en helt isotropisk rund form, mens uniaksial strækning anvendes. Hvis cellerne ikke er flettede på micropatterns énakset strækning resulterer i celleforlængelse med de fleste celler, der har en længdeakse på linie med stretch akse. Det er da vanskeligt at adskille virkningerne af den lange akse tilpasning og virkningen af ​​strækningen påføres cellerne. Enheden er velegnet til alle levende celler, herunder lang tid bortfalder fluorescerende mikroskopi, og stoffer kan tilføjes under eksperimentet. Den dybe UVs micropatterning metode 10blev beskrevet i detaljer i Azioune et al. 11. Patterning på PDMS blev beskrevet i Azioune et al. 12. Den nuværende strækker protokol er en video-version af Carpi et al. 13.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="573">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">GelPak</td>
			<td style="width:71px;">GelPak</td>
			<td style="width:119px;">PF-60-X4</td>
			<td style="width:167px;">Different thickness/stickiness are available. One alternative could be to cast your PDMS yourself.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Silicon grease</td>
			<td style="width:71px;">GE Bayer Silicones</td>
			<td style="width:119px;">Baysilone-Paste</td>
			<td>This one is biocompatible</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Stretching device</td>
			<td style="width:71px;">GREM m&#233;canique</td>
			<td style="width:119px;">Stretcher 2011</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">EDC (N-(3-Dimethylaminopropyl)-N&#8242;-ethylcarbodiimide hydrochloride)</td>
			<td style="width:71px;">Sigma</td>
			<td align="right" style="width:119px;">3450</td>
			<td>Stable 6 months at -20 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">NHS (N-Hydroxysulfosuccinimide sodium salt)</td>
			<td style="width:71px;">Sigma</td>
			<td align="right" style="width:119px;">56485</td>
			<td>Protect from humidity</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Pll-g-peg (PLL(20)-g[3.5]-PEG(2) 20 mg)</td>
			<td style="width:71px;">SurfaceSolutions (Zurich)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Synthetic Quartz photomask</td>
			<td style="width:71px;">Toppan</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Take standard binary photomask in Quartz</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Fibronectin from bovine plasma</td>
			<td style="width:71px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">F1141</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

stretching micropatterned cells on a pdms membrane

Mekaniske kræfter, der udøves på celler og / eller væv spiller en vigtig rolle i en lang række processer. Vi har udviklet et apparat til at strække celler udpladet på en polydimethylsiloxan (PDMS) membran, der er forenelig med billeddannelse. Denne teknik er reproducerbar og alsidig. PDMS membran kan micropatterned for at begrænse celler eller væv til en bestemt geometri. Det første skridt er at udskrive micropatterns på PDMS membran med en dyb UV teknik. PDMS membran derpå monteret på en mekanisk båre. Et kammer er bundet på toppen af ​​membranen med biokompatible fedt for at tillade glidende under stræk. Cellerne podes og får lov til at sprede sig i flere timer på micropatterns. Prøven kan strækkes og ustrakte flere gange med brug af en mikrometrisk skrue. Det tager mindre end et minut til at anvende den strækning i sin fulde udstrækning (ca. 30%). Den teknik, der præsenteres her ikke omfatter en motordrevet enhed, som er nødvendig for enpplying gentagne stretch cykler hurtigere og / eller computerstyret strække, men dette kan gennemføres. Strækker af celler eller væv kan være af interesse for spørgsmål vedrørende celle styrker, celle respons på mekanisk stress eller vævsmorfogenese. Denne video præsentation vil vise, hvordan man kan undgå typiske problemer, der kan opstå, når du laver denne type tilsyneladende simpelt eksperiment.

<html> Teknikken præsenteres i denne video protokol tillod tilførsel af kræfter på retraktionsindstillingen fibre af mitotiske pattedyrceller. Faktisk under celledeling på mitotiske fase pattedyrceller oprulles tage form af en kugle og efterlade tynde actin kabler omgivet af membran, som er fastgjort til substratet. Disse kabler (retraktionsindstillingen fibre), er mindet om cellens geometri før de går ind division. Making micropatterns med dyb UV gennem en fotomaske på PDMS tynd film (figur 1) g...

Watch this Scientific Journal Video about Stretching Micropatterned Cells on a PDMS Membrane at JoVE.com

Stretching Micropatterned Cells on a PDMS Membrane

Dette håndskrift præsenterer en teknik til at anvende eller frigive kræfter på vedhængende celler eller væv ved hjælp ensrettet strækning.

Strækker micropatterned Celler på en PDMS Membrane

Mechanical forces exerted on cells and/or tissues  play a major role in numerous processes. We have developed a device to stretch  cells plated on a ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Micropatterned Surfaces to Study Hyaluronic Acid Interactions with Cancer Cells

Cancer invasion and progression involves a motile cell phenotype, which is under complex regulation by growth factors/cytokines and extracellular matrix ...

Improved Visualization and Quantitative Analysis of Drug Effects Using Micropatterned Cells

To date, most HCA (High Content Analysis) studies are carried out with adherent cell lines grown on a homogenous substrate in tissue-culture treated ...

Stretching Short Sequences of DNA with Constant Force Axial Optical Tweezers

Single-molecule techniques for stretching DNA of contour lengths  less than a kilobase are fraught with experimental difficulties. However, many ...

A Novel Stretching Platform for Applications in Cell and Tissue Mechanobiology

A Novel Stretching Platform for Applications i cellebiologi og Mechanobiology

Tools that allow the application of mechanical forces to cells and tissues or that can quantify the mechanical properties of biological tissues have ...

Luminescence Resonance Energy Transfer to Study Conformational Changes in Membrane Proteins Expressed in Mammalian Cells

Luminescence resonansenergioverførsel at studere konformationsændringer i Membranproteiner udtrykkes i pattedyrceller

Luminescence Resonance Energy Transfer, or LRET, is a powerful technique used to measure distances between two sites in proteins within the distance range ...

Optimizing Attachment of Human Mesenchymal Stem Cells on Poly(&#949;-caprolactone) Electrospun Yarns

Optimizing Attachment of Human Mesenchymal Stem Cells on PolyÃƒÅ½Ã‚Âµ-caprolactone Electrospun Yarns

Optimering Binding af humane mesenchymstamceller på Poly (ε-caprolacton) elektrospundne Garn

Research into biomaterials and tissue engineering often includes cell-based in vitro investigations, which require initial knowledge of the starting cell ...

Gene Transfection toward Spheroid Cells on Micropatterned Culture Plates for Genetically-modified Cell Transplantation

Gene Transfektion mod sfæroidpartikler celler på mikromønstrede dyrkningsplader for Genetisk modificerede Cell Transplantation

To improve the therapeutic effectiveness of cell transplantation, a transplantation system of genetically modified, injectable spheroids was developed. ...

Microfluidic Genipin Deposition Technique for Extended Culture of Micropatterned Vascular Muscular Thin Films

Microfluidic genipin Deposition Teknik for Extended Culture of mikromønstrede Vaskulære Muskuløse Thin Films

The chronic nature of vascular disease progression requires the development of experimental techniques that simulate physiologic and pathologic vascular ...

Construction of Modular Hydrogel Sheets for Micropatterned Macro-scaled 3D Cellular Architecture

Konstruktion af Modular Hydrogel Leverandørbrugsanvisning på mikromønstrede Macro-skaleret 3D Cellular Arkitektur

Hydrogels can be patterned at the micro-scale using microfluidic or micropatterning technologies to provide an in vivo-like three-dimensional (3D) tissue ...

Double Emulsion Generation Using a Polydimethylsiloxane (PDMS) Co-axial Flow Focus Device

Double Emulsion Generation Using a Polydimethylsiloxane PDMS Co-axial Flow Focus Device

Dobbelt Emulsion Generation Ved hjælp af en Polydimethylsiloxan (PDMS) Co-axial Flow Focus Device

Double emulsions are useful in a number of biological and industrial applications in which it is important to have an aqueous carrier fluid. This paper ...