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

Dit werk is opgericht door Institut Curie, Parijs, Frankrijk. De mechanische brancard werd ontworpen door Damien Cuvelier (Institut Curie) en is vervaardigd door GREM (mecanique-grem.com). Het patroon op PDMS is ontwikkeld door Ammar Azioune (Bordeaux II University).

1. Passivering van de PDMS <ol><li> Knip een stuk PDMS ongeveer 35 mm x 20 mm uit een vooraf gemaakte blad (bijvoorbeeld GelPak, zoals vermeld in de tabel van materialen). </li><li> Verwijder de bovenste en onderste beschermende lagen kunststof (indien nodig) en gebruik pincet om de PDMS plaatsen in een plastic (niet celcultuur behandeld) petrischaal. </li><li> Was de PDMS met 70% ethanol gedurende 5 minuten op een rotator bij 30 oscillaties / min. </li><li> Droog het oppervlak door stromende lucht op. </li><li> Verli...

<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>

Hoewel deze techniek vele malen gebruikt en getest, zijn er verschillende belangrijke stappen die leiden tot een mislukt experiment. Over het PDMS: Voor dit werk, GelPak, een commercieel beschikbare dunne PDMS vel, werd gebruikt. Alternatief PDMS platen kunnen direct worden gegoten uit PDMS mix. Wij raden u aan GelPak omdat het meer reproduceerbaar, en minder kans op breken in vergelijking met op maat gemaakte PDMS. Over het apparaat: <...

De cellen samenstellen van een weefsel in hogere organismen zijn onderworpen aan mechanische spanningen en rekkrachten afkomstig hetzij van de externe omgeving of uit de omliggende cellen 1,2. Cellen moeten zich aanpassen aan en tegen deze krachten, om de integriteit van het weefsel te behouden. Dergelijke krachten zijn ook belangrijk voor weefsels morfogenese tijdens ontwikkeling 3,4. Toepassing mechanische krachten op gekweekte cellen is een manier om te bootsen wat zou gebeuren in een weefsel, maar met een kwantitatieve en onafhankelijke regeling van celvorm en celvervorming 5,6. Hiervoor kunnen verschillende technieken worden gebruikt. Men kan drukken op de cellen (de volledige cel of deel daarvan), bijvoorbeeld met AFM of derivaten 7,8 en rek het substraat de cellen groeien op. De methode beschreven in dit document laat zien hoe een vliegtuig substraat bedekt met cellen strekken. Deze techniek werd oorspronkelijk ontwikkeld ter beoordeling van de rol van krachten op mitotic zoogdiercellen 9. Mitotische cellen verbonden blijven op het substraat door retractie vezels en strekken de membraan een kracht uitgeoefend op de vezels, die op zijn beurt veroorzaakt de rotatie van de mitotische spoel. Het belang van het combineren van lijm micropatterns en stretching is om onafhankelijke controle van de krachten en de vorm van individuele cellen te bereiken. Het is bijvoorbeeld mogelijk om een ​​eivormige cel uitstrekken tot een perfect isotroop ronde vorm, terwijl uniaxiale rek wordt toegepast. Als de cellen niet worden gevlochten op micropatterns, eenassige stretching resultaten in cel rek, met de meeste cellen met een lange as in lijn met de stretch as. Het is dan moeilijk om het effect van de lange as uitlijning en het effect van het traject toegepast om de cellen te scheiden. Het apparaat is geschikt voor elke live cell imaging, inclusief lange time lapse fluorescentie microscopie, en drugs kan tijdens het experiment worden toegevoegd. De diepe UV&#39;s micropatterning methode 10werd in detail beschreven in Azioune et al.. 11 Patterning op PDMS werd beschreven in Azioune et al.. 12 De huidige stretching protocol is een video-versie van 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

Mechanische krachten op cellen en / of weefsels spelen een belangrijke rol in talrijke processen. We hebben een apparaat om cellen op een polydimethylsiloxaan (PDMS) membraan, geschikt imaging strekken ontwikkeld. Deze techniek is reproduceerbaar en veelzijdig. De PDMS membraan kan worden micropatterned om cellen of weefsels te beperken tot specifieke geometrie. De eerste stap is micropatterns drukken op de PDMS membraan met een diepe UV techniek. De PDMS membraan wordt vervolgens gemonteerd op een mechanische brancard. Een kamer is gebonden bovenop het membraan met biocompatibele vet glijden tijdens het traject mogelijk. De cellen worden gezaaid en mogen verspreiden voor enkele uren op de micropatterns. Het monster kan meerdere malen worden uitgerekt en zonder rek met behulp van een micrometrische schroef. Het duurt minder dan een minuut om het traject van toepassing zijn op haar volle omvang (ongeveer 30%). De hier gepresenteerde techniek heeft een gemotoriseerd apparaat, dat nodig is voor een niet bevattenpplying herhaalde cycli stretch snel en / of computergestuurde strekken, maar dit kan worden uitgevoerd. Uitrekken van cellen of weefsel kan van belang zijn voor vragen met betrekking tot cel krachten, cel reactie op mechanische stress of weefsel morfogenese. Deze video presentatie zal laten zien hoe je typische problemen die zich kunnen voordoen bij het doen van dit soort schijnbaar eenvoudige experiment te voorkomen.

<html> De in deze video protocol techniek de vordering van krachten op het terugtrekken vezels mitotische zoogdiercellen. Immers, tijdens de celdeling, in de mitotische fase zoogdiercellen trekken de vorm van een bol nemen en achter dunne actine kabels omgeven door membraan die zijn bevestigd aan het substraat. Deze kabels (retractie vezels), zijn het geheugen van de cel geometrie voordat je in divisie. Maken micropatterns met diepe UV door een fotomasker op PDMS dunne film (figuur 1) kon de geometrische...

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

Stretching Micropatterned Cells on a PDMS Membrane

Dit manuscript presenteert een techniek om de krachten te passen of release op hechtende cellen of weefsels met behulp van unidirectionele stretching.

Stretching micropatterned Cellen op een PDMS membraan

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

Micropatterned Oppervlakken aan hyaluronzuur Interacties met kanker cellen te bestuderen

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

Verbeterde visualisatie en kwantitatieve analyse van de Drug effecten met behulp van micropatterned cellen

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

Stretching korte sequenties van DNA met Constant Force Axiale optisch pincet

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 voor toepassingen in de Cel en Weefsel 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

Luminescentie Resonance Energy Transfer om te studeren vormveranderingen in membraaneiwitten Uitgedrukt in zoogdiercellen

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

Het optimaliseren van Bevestiging van menselijke mesenchymale stamcellen op Poly (ε-caprolacton) elektrogesponnen Yarns

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

Gentransfectie richting Sferoïde Cellen op micropatterned Cultuur Platen voor genetisch gemodificeerde 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

Microfluïdische Genipin Deposition Techniek voor Extended Cultuur van micropatterned Vascular Gespierd 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

Bouw van modulaire Hydrogel Sheets voor micropatterned Macro-schaal 3D Cellular Architecture

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

Dubbele Emulsion Generation Met een Polydimethylsiloxaan (PDMS) Co-axiale 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 ...