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 arbeidet ble grunnlagt av Institut Curie, Paris, Frankrike. Den mekaniske båre designet av Damien Cuvelier (Institut Curie) og er produsert av Grem (mecanique-grem.com). Den mønster på PDMS ble utviklet av Ammar Azioune (Bordeaux II University).

En. Passivisering av PDMS <ol><li> Klipp et stykke av PDMS ca 35 mm x 20 mm fra en pre gjort ark (for eksempel GelPak, som er oppført i tabellen av materialer). </li><li> Fjern det øverste og de nederste beskyttende lag av plast (om nødvendig), og bruk pinsett for å plassere PDMS i en plastpose (ikke cellekultur behandlet) petriskål. </li><li> Vask PDMS med 70% etanol i 5 min på en rotator ved 30 svingninger / min. </li><li> Tørk overflaten ved strømmende luft på den. </li><li> Belyse med UV (λ = 180 nm) for...

<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 teknikken har vært brukt mange ganger, og er grundig testet, er det flere viktige tiltak som kan føre til en mislykket eksperiment. Om PDMS: For dette arbeidet, GelPak, en kommersielt tilgjengelig tynn PDMS-ark, ble benyttet. Alternativt PDMS ark kan bli kastet direkte fra PDMS mix. Vi anbefaler å bruke GelPak fordi det er mer reproduserbar, og er mindre sannsynlig å bryte forhold til skreddersydde PDMS. Om enheten: <p...

Cellene som utgjør en vev i høyere organismer er underlagt mekaniske spenninger og strekker kreftene kommer enten fra det ytre miljø eller fra omkringliggende celler 1,2. Celler må tilpasse seg og motstå disse kreftene for å opprettholde vev integritet. Slike krefter er også viktig for vev morphogenesis under utvikling 3,4. Bruk av mekaniske krefter på dyrkede celler, er en måte til å etterligne det som kan skje i et vev, men med en kvantitativ og uavhengig kontroll av celleform og celle deformasjon 5,6. For dette, kan flere teknikker benyttes. Man kan trykke på cellene (hele celle eller en del av den), for eksempel ved hjelp av AFM eller derivater av 7,8 eller strekke substratet cellene vokser videre. Fremgangsmåten som beskrives i dette dokumentet viser hvordan å strekke et plan substrat belagt med cellene. Denne teknikken ble opprinnelig utviklet for å vurdere rollen til kreftene på mitotic pattedyrceller ni. Mitotiske celler være koblet til substratet via hevefibre og strekking av membranen som utøves en kraft på disse fibrene, som i sin tur provosert rotasjonen av den mitotiske spindel. Interessen for å kombinere selvklebende micropatterns og stretching er å oppnå uavhengig kontroll av krefter og form av individuelle celler. Det er for eksempel mulig å strekke en ovoid celle til en perfekt isotrop rund form, mens uniaksial strekk påføres. Dersom cellene ikke er flettet på micropatterns, uniaksial strekking resulterer i celleforlengelse, med de fleste celler som har en lang akse på linje med den strekk-aksen. Det er da vanskelig å skille effekten av den lange aksen innretting og virkningen av strekk påført til cellene. Apparatet er egnet for alle levende celle bildebehandling, inkludert lang tid lapse fluorescerende mikroskopi, og medikamenter kan legges under forsøket. Den dype UVs micropatterning metode 10ble beskrevet i detalj i Azioune et al. 11. Mønster på PDMS ble beskrevet i Azioune et al. 12. Foreliggende strekker protokoll er en video-versjon av 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 kreftene på celler og / eller vev spille en viktig rolle i mange prosesser. Vi har utviklet et apparat for å strekke celler belagt på en polydimethylsiloxane (PDMS) membran, kompatibel med bildebehandling. Denne teknikken er reproduserbar og allsidig. Den PDMS membranen kan micropatterned for å avgrense celler eller vev til en bestemt geometri. Det første trinnet er å skrive ut micropatterns på PDMS membran med en dyp UV teknikk. Den PDMS membranen blir deretter montert på en mekanisk båre. Et kammer er bundet på toppen av membranen med biokompatible grease for å tillate gliding under strekk. Cellene blir sådd og tillatt å spre seg i flere timer på micropatterns. Prøven kan bli strukket og ustrukket flere ganger med bruk av en mikrometerskrue. Det tar mindre enn et minutt å gjelde strekningen til sin fulle utstrekning (rundt 30%). Den teknikk som presenteres her ikke inneholder en motordrevet enhet, som er nødvendig for enpplying gjentatte strekk sykluser raskt og / eller datastyrte stretching, men dette kan gjennomføres. Stretching av celler eller vev kan være av interesse for spørsmål knyttet til cellestyrker, celle respons på mekanisk stress eller vev morphogenesis. Denne videoen presentasjonen vil vise hvordan du kan unngå typiske problemer som kan oppstå når du gjør denne type tilsynelatende enkelt eksperiment.

<html> Den teknikk som presenteres i denne video-protokollen tillot anvendelse av krefter på inntrekkjedenes fibre av mitotiske celler hos pattedyr. Faktisk, ved celledeling, i den mitotiske fase, pattedyrceller trekkes for å ta form av en kule, og etterlater tynne aktin kabler som er omgitt av membranen som er festet til substratet. Disse kablene (heve fiber), er minnet av cellen geometri før du går inn i divisjonen. Å gjøre micropatterns med fjern UV gjennom en fotomaske for PDMS tynn film (figur 1)</stro...

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

Stretching Micropatterned Cells on a PDMS Membrane

Dette manuskriptet presenterer en teknikk for å søke eller frigjøre krefter på heftende celler eller vev ved hjelp av enveis stretching.

Stretching 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 plattform for applikasjoner i celler og vev 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 Resonance Energy Transfer til Studer konformasjonsendringer i membran proteiner uttrykt 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

Optimalisere Vedlegg of Human stamceller på Poly (ε-kaprolakton) elektrospunnede 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 Transfeksjon mot spheroid Cells om Micropatterned Kultur tallerker genmodifiserte 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 Nedfall Technique for Extended Culture of Micropatterned Vaskulær 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

Bygging av Modular Hydrogel blad for Micropatterned Macro-skalert 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

Double Emulsion Generation Ved hjelp av en Polydimethylsiloxane (PDMS) Koaksial 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 ...