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

עבודה זו נוסדה על ידי מכון קירי, פריז, צרפת. האלונקה מכאנית תוכננה על ידי דמיאן Cuvelier (Institut קירי) ומיוצרת על ידי GREM (Mecanique-grem.com). הדפוסים על PDMS פותח על ידי עמאר Azioune (אוניברסיטה השנייה בורדו).

1. פסיבציה של PDMS <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותכי חתיכה של PDMS כ 35 מ&quot;מ x 20 מ&quot;מ מגיליון שהוכן מראש (למשל, GelPak, כפי שמופיע בטבלה של חומרים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את החלק העליון ושכבות מגן התחתונה של פלסטיק (במידת צורך) ולהשתמש בפינצטה כדי ...

<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>

למרות שטכניקה זו נעשתה שימוש פעמים רבות ונבדקה ביסודיות, ישנם מספר שלבים קריטיים שיכול להוביל לניסוי נכשל. אודות PDMS: לעבודה זו, GelPak, גיליון דק PDMS זמין מסחרי, היה בשימוש. לחלופין ניתן להטיל גיליו?...

התאים המרכיבים את רקמות באורגניזמים גבוהים יותר כפופים למתחים מכאניים וכוחות המתיחה מגיעים גם מהסביבה החיצונית או מהתאים המקיפים את 1,2. תאים חייבים להסתגל ולהתנגד לכוחות הללו על מנת לשמור על שלמות רקמה. כוחות כאלה הם גם חשובים עבור המורפוגנזה רקמות במהלך 3,4 פיתוח. החלת כוחות מכאניים על תאים בתרבית היא דרך לחקות את מה שעלול לקרות ברקמה, אבל עם שליטה כמותיים ועצמאית של צורת התא ו5,6 עיוות תא. לשם כך, עשויות לשמש במספר טכניקות. אפשר ללחוץ על התאים (התא כולו או חלק ממנו), למשל באמצעות AFM או נגזרי 7,8 או למתוח את מצע התאים גדלים על. השיטה המתוארת במאמר זה מדגימה כיצד למתוח מצע מטוס מצופה בתאים. טכניקה זו פותחה במקור כדי להעריך את התפקיד של כוחות המופעלים על מ &#39;תאי יונקים itotic 9. תאי mitotic להישאר מחוברים למצע דרך סיבי הכחשה ומותחים את הקרום שהפעילו כוח על אלה סיבים, אשר בתורו עורר את הסיבוב של ציר mitotic. העניין של שילוב micropatterns דבק ומתיחה הוא להשיג שליטה עצמאית של כוחות וצורה של תאים בודדים. זה למשל אפשר למתוח תא ביצה לצורה עגולה איזוטרופיים בצורה מושלמת, תוך מתיחת uniaxial מוחלת. אם התאים אינם קלועים בmicropatterns, uniaxial מתיחת תוצאות בהתארכות תא, עם רוב התאים שיש ציר ארוך מיושר עם ציר המתיחה. קשה לאחר מכן להפריד את ההשפעה של יישור ציר זמן ואת ההשפעה של המתיחה מוחלת על התאים. המכשיר מתאים לכל הדמיה תא חי, הכולל מיקרוסקופ פלואורסצנטי לשגות זמן רב, וניתן להוסיף תרופות במהלך הניסוי. שיטת micropatterning יובס העמוקה 10תואר בפירוט בAzioune et al. 11 דפוסים על PDMS תוארו בAzioune et al. 12 הווה מתיחת פרוטוקול הוא גרסת וידאו של קארפי 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

כוחות מכאניים המופעלים על תאים ו / או רקמות לשחק תפקיד מרכזי בתהליכים רבים. פיתחנו מכשיר למתוח תאים מצופים בpolydimethylsiloxane קרום (PDMS), תואם עם הדמיה. טכניקה זו ניתנת לשחזור ותכליתי. קרום PDMS ניתן micropatterned כדי להגביל את התאים או רקמות לגיאומטריה ספציפית. הצעד הראשון הוא להדפיס micropatterns על הממברנה PDMS עם טכניקת UV עמוקה. קרום PDMS מותקן אז על אלונקה מכאנית. תא חייב על גבי הקרום עם גריז ביולוגית כדי לאפשר גלישה במתיחה. התאים הם זורעים ואפשרו להפיץ לכמה שעות על micropatterns. המדגם יכול להיות מתוח וunstretched מספר פעמים עם השימוש בבורג micrometric. זה לוקח פחות מדקה כדי להחיל את המתיחה לכל אורכו (בסביבות 30%). הטכניקה המוצגת כאן אינה כוללת מכשיר ממונע, אשר הוא הכרחי עבורpplying מחזורי מתיחה חוזרים ונשנים במהירות ו / או בשליטת מחשב מתיחה, אבל יכול להיות מיושם זה. מתיחה של תאים או רקמות יכולות להיות עניין לשאלות הקשורות לכוחות תא, בתגובת תא ללחץ מכאני או המורפוגנזה רקמות. מצגת וידאו זה יראה איך להימנע מבעיות אופייניות שעלולות להתעורר כאשר אתה עושה את זה סוג של ניסוי פשוט לכאורה.

<html> הטכניקה שהוצגה בפרוטוקול וידאו זה אפשר את היישום של כוחות על סיבי ההכחשה של תאי יונקים mitotic. ואכן, במהלך חלוקת תא, בשלב mitotic, תאי יונקים לחזור לקחת את הצורה של כדור ולהשאיר מאחור כבלים אקטין דקים מוקפים בקרום אשר מחוברים למצע. כבלים אלו (סיבי הכחשה), הם הזיכרון של הגי?...

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

Stretching Micropatterned Cells on a PDMS Membrane

כתב יד זה מציג טכניקה כדי להחיל או לשחרר כוחות על תאים או רקמות חסיד באמצעות מתיחה חד כיווני.

מתיחת תאי micropatterned בממברנה PDMS

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

משטחים micropatterned לחקר אינטראקציות חומצה היאלורונית עם תאים סרטניים

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

ויזואליזציה שיפור ניתוח כמותי של השפעות התרופה באמצעות תאים micropatterned

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

מתיחת רצפים קצרים של DNA עם פינצטה חיל הצירי האופטית קבועה

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

פלטפורמה חדשני מתיחה עבור יישומים בתאים והרקמות 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

הארה תהודת אנרגיה העבר לחקר שינויי קונפורמציה בחלבונים בממברנה שבאו לידי ביטוי בתאי יונקים

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

אופטימיזציה של קובץ מצורף של תאי גזע mesenchymal האדם על פולי (ε-caprolactone) חוטים electrospun

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

Transfection גן לתאי ספרואיד על צלחות micropatterned תרבות להשתלת תאים גנטיות-שונה

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

טכניקת microfluidic Genipin הפקדת לתרבות מורחבת של כלי דם micropatterned השרירים 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

בנייה של גיליונות מודולרי Hydrogel לאדריכלות סלולרית 3D המוקטן מאקרו micropatterned

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

זוגי אמולסיה דור שימוש בהתקן זרימת פוקוס Co-הצירית polydimethylsiloxane (PDMS)

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 ...