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

Detta arbete grundades av Institut Curie, Paris, Frankrike. Den mekaniska bår designades Damien Cuvelier (Institut Curie) och tillverkas av Grem (mecanique-grem.com). Den mönstring på PDMS utvecklades av Ammar Azioune (Bordeaux II-universitetet).

1. Passivering av PDMS <ol><li> Skär en bit av PDMS ca 35 mm x 20 mm från en redan gjord ark (t.ex. GelPak, som anges i tabellen av material). </li><li> Ta bort den övre och de undre skyddsskikt av plast (om nödvändigt) och använda en pincett för att placera PDMS i en plast (ej cellkultur behandlade) petriskål. </li><li> Tvätta PDMS med 70% etanol under 5 min på en rotator vid 30 oscillationer / min. </li><li> Torka ytan genom strömmande luft på den. </li><li> Belys med djup UV (λ = 180 nm) under 5 min vi...

<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>

Även om denna teknik har använts flera gånger och är noggrant testad, det finns flera viktiga steg som kan leda till ett misslyckat experiment. Om PDMS: För detta arbete GelPak, en kommersiellt tillgänglig tunn PDMS ark, användes. Alternativt PDMS ark kan gjutas direkt från PDMS mix. Vi rekommenderar att du använder GelPak eftersom det är mer reproducerbar, och är mindre benägna att bryta jämfört med skräddarsydda PDMS. Om en...

Cellerna komponera en vävnad i högre organismer är föremål för mekaniska spänningar och stretching krafter som kommer antingen från den yttre miljön eller från omgivande celler 1,2. Cellerna måste anpassa sig till och stå emot dessa krafter för att bibehålla vävnadsintegritet. Sådana krafter är också viktiga för vävnader morfogenes under utveckling 3,4. Tillämpa mekaniska krafter på odlade celler är ett sätt att efterlikna vad som kan hända i en vävnad, men med en kvantitativ och oberoende kontroll av cellform och cell deformation 5,6. För detta ändamål kan flera metoder användas. Man kan trycka på cellerna (hela cellen eller delar av den), till exempel med hjälp av AFM eller derivat 7,8 eller sträcka underlaget cellerna växer på. Den metod som beskrivs i detta dokument visar hur man kan tänja en plan substrat pläterad med celler. Denna teknik utvecklades ursprungligen för att bedöma betydelsen av krafter som utövas på mitotic däggdjursceller 9. Mitotiska celler hålla kontakten med substratet genom indragnings fibrer och sträckning av membranet utövas en kraft på de fibrer, vilka i sin tur framkallade vridningen av den mitotiska spolen. Intresset för att kombinera självhäftande micropatterns och stretching är att uppnå oberoende kontroll av krafter och formen på enskilda celler. Det är till exempel möjligt att sträcka en äggformad cell till en perfekt isotropa rund form, medan enaxlig sträckning appliceras. Om cellerna inte är platted på micropatterns, uniaxiell sträckning resulterar i cellförlängning, med de flesta celler har en längdaxel i linje med den sträckaxeln. Det är då svårt att särskilja effekten av den långa axeln anpassningen och effekten av sträckning appliceras till cellerna. Enheten är lämplig för alla levande cell imaging, inklusive lång tid förflutit fluorescensmikroskopi, och droger kan läggas under experimentet. Den djupa UVs micropatterning metod 10beskrevs i detalj i Azioune et al. var 11 Mönstring på PDMS beskrev Den nuvarande stretching protokollet i Azioune et al. 12 är en videoversion 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

Mekaniska krafter som utövas på celler och / eller vävnader spelar en viktig roll i ett flertal processer. Vi har utvecklat en anordning för att sträcka celler utstrukna på en polydimetylsiloxan (PDMS)-membran, kompatibel med avbildning. Denna teknik är reproducerbar och mångsidig. PDMS membranet kan micropatterned för att innesluta cellerna eller vävnaderna till en specifik geometri. Det första steget är att skriva ut micropatterns på PDMS membran med en djup UV-teknik. PDMS-membran monteras därefter på en mekanisk bår. En kammare är bundet ovanpå membranet med biokompatibelt fett för att tillåta glidning under sträckningen. Cellerna ympades och tilläts sprida sig i flera timmar på micropatterns. Provet kan sträckas och osträckta flera gånger med användning av en mikrometerskruv. Det tar mindre än en minut att applicera sträckan i full utsträckning (cirka 30%). Tekniken presenteras här inte inkluderar en motordriven enhet, som är nödvändigt för enpplying upprepade stretch cykler snabbt och / eller datorstyrda stretching, men detta kan genomföras. Sträckning av celler eller vävnader kan vara av intresse för frågor som rör cellkrafter, cell svar på mekanisk belastning eller vävnadsmorfogenes. Denna video presentation kommer att visa hur man undviker vanliga problem som kan uppstå när man gör den här typen av till synes enkla experiment.

<html> Tekniken presenteras i denna video protokoll får tillämpningen av krafter på indragnings fibrer av mitotiska däggdjursceller. Faktum är att under celldelning, på den mitotiska stadiet mammalieceller dras att ta formen av en sfär och lämna bakom tunna aktin kablar omgivna av membran, vilka är fästa till substratet. Dessa kablar (indragnings fibrer), är minnet av cellgeometrin innan du går in i division. Making micropatterns med djup UV-genom en fotomask på PDMS tunn film (figur 1) till...

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

Stretching Micropatterned Cells on a PDMS Membrane

Detta manuskript presenterar en teknik för att tillämpa eller frigöra krafter på vidhäftande celler eller vävnader med hjälp av enkelriktad stretching.

Stretching Micropatterned Celler på en PDMS membran

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 Ytor Study Hyaluronsyra Interaktioner med cancerceller

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

Förbättrad visualisering och kvantitativ analys av läkemedelseffekter Använda Micropatterned celler

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 korta sekvenser av DNA med konstant kraft Axial optisk pincett

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 för tillämpningar inom cell-och vävnads 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

Luminiscens Resonance Energy Transfer att studera strukturförändringar i membranproteiner i däggdjursceller

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

Optimera Utmätning av Human mesenkymala stamceller på Poly (ε-kaprolakton) Electrospun Garner

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

Gentransfektion mot sfäroid Celler på Micropatterned odlingsplattor för genetiskt modifierade celltransplantation

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

Mikrofluidumanordning Genipin avsättningsteknik för Extended kultur av Micropatterned Kärl Muskulös 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 av Modular hydrogel Skivor för Micropatterned Makro skalas 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

Double Emulsion Generation Använda en Polydimetylsiloxan (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 ...