Name: protrusion force microscopy: a method to quantify forces developed by cell protrusions
Uploaded: 2018-06-16T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Protrusion Force Microscopy: A Method to Quantify Forces Developed by Cell Protrusions at JoVE.com

저자는 그들의 초기 기여가이 작품에 Matthieu 산체스와 프랑수 아즈 Viala에 대 한 그들의 비디오 촬영 및 편집에 대 한 애 나 Labernadie, 기욤 Charrière와 패트릭 Delobelle에 감사. 이 작품은 않았나 국립 드 라 Recherche (ANR14-CE11-0020-02), 부 어 라 라 Fondation 검색 Médicale (FRM DEQ2016 0334894), INSERM 계획 암, Fondation 툴루즈 암, 인간 프론티어 과학 프로그램 (RGP0035/2016)에 의해 지원 되었습니다.

1입니다. 격자 Formvar 코팅의 준비
<ol><li>순수한 아세톤과 전자 현미경 격자를 청소 하 고 필터 종이에 그들을 건조. 다음 깨끗 한 순수 에탄올, 현미경 슬라이드 렌즈 종이로 닦 고는 송풍기와 먼지를 제거.</li>
	<li>하단 부분에 Formvar의 솔루션을 포함 하는 영화 캐스팅 장치의 퍼 널에 에탄올 청소 유리 슬라이드를 수직으로 놓습니다. 깔때기의 정상을 커버.</li>
	<li>수준 슬라이드의 2/3에 도달할 때...

<ol>
	<li>Discher, D. E., Janmey, P., Wang, Y. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+Cells+Feel+and+Respond+to+the+Stiffness+of+Their+Substrate.">Tissue Cells Feel and Respond to the Stiffness of Their Substrate.</a> Science. 310, 1139-1143 (2005).</li><li>Paszek, M. 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=Tensional+Homeostasis+and+the+Malignant+Phenotype.">Tensional Homeostasis and the Malignant Phenotype.</a> Cancer Cell. 8, 241-254 (2005).</li><li>Engler, A. J., Sen, S., Sweeney, H. L., Discher, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Matrix+Elasticity+Directs+Stem+Cell+Lineage+Specification.">Matrix Elasticity Directs Stem Cell Lineage Specification.</a> Cell. 126, 677-689 (2006).</li><li>Gilbert, P. M., Weaver, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+Adaptation+to+Biomechanical+Stress+across+Length+Scales+in+Tissue+Homeostasis+and+Disease.">Cellular Adaptation to Biomechanical Stress across Length Scales in Tissue Homeostasis and Disease.</a> Seminars in Cell &amp; Developmental Biology. 67, 141-152 (2017).</li><li>Vining, K. H., Mooney, D. 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Force Generation and Mechanosensing Activity of Human Macrophage Podosomes.</a> Nature Communications. 5, 5343 (2014).</li><li>Proag, 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=Working+Together:+Spatial+Synchrony+in+the+Force+and+Actin+Dynamics+of+Podosome+First+Neighbors.">Working Together: Spatial Synchrony in the Force and Actin Dynamics of Podosome First Neighbors.</a> ACS Nano. 9, 3800-3813 (2015).</li><li>Proag, A., Bouissou, A., Vieu, C., Maridonneau-Parini, I., Poincloux, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+Force+and+Spatial+Dynamics+of+Macrophage+Podosomes+by+Multi-Particle+Tracking.">Evaluation of the Force and Spatial Dynamics of Macrophage Podosomes by Multi-Particle Tracking.</a> Methods. 94, 75-84 (2016).</li><li>Cougoule, C., 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=Three-Dimensional+Migration+of+Macrophages+Requires+Hck+for+Podosome+Organization+and+Extracellular+Matrix+Proteolysis.">Three-Dimensional Migration of Macrophages Requires Hck for Podosome Organization and Extracellular Matrix Proteolysis.</a> Blood. 115, 1444-1452 (2010).</li><li>Cougoule, C., 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=Blood+Leukocytes+and+Macrophages+of+Various+Phenotypes+Have+Distinct+Abilities+to+Form+Podosomes+and+to+Migrate+in+3d+Environments.">Blood Leukocytes and Macrophages of Various Phenotypes Have Distinct Abilities to Form Podosomes and to Migrate in 3d Environments.</a> European Journal of Cell Biology. 91, 938-949 (2012).</li><li>Guiet, 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=Macrophage+Mesenchymal+Migration+Requires+Podosome+Stabilization+by+Filamin+A.">Macrophage Mesenchymal Migration Requires Podosome Stabilization by Filamin A.</a> Journal of Biological Chemistry. 287, 13051-13062 (2012).</li><li>Maridonneau-Parini, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+Macrophage+3d+Migration:+A+Therapeutic+Challenge+to+Limit+Tissue+Infiltration.">Control of Macrophage 3d Migration: A Therapeutic Challenge to Limit Tissue Infiltration.</a> Immunology Review. 262, 216-231 (2014).</li><li>Park, H., 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=Tyrosine+Phosphorylation+of+Wiskott-Aldrich+Syndrome+Protein+(Wasp)+by+Hck+Regulates+Macrophage+Function.">Tyrosine Phosphorylation of Wiskott-Aldrich Syndrome Protein (Wasp) by Hck Regulates Macrophage Function.</a> Journal of Biological Chemistry. 289, 7897-7906 (2014).</li><li>Van Goethem, E., 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=Macrophage+Podosomes+Go+3d.">Macrophage Podosomes Go 3d.</a> European Journal of Cell Biology. 90, 224-236 (2011).</li><li>Van Goethem, E., Poincloux, R., Gauffre, F., Maridonneau-Parini, I., Le Cabec, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Matrix+Architecture+Dictates+Three-Dimensional+Migration+Modes+of+Human+Macrophages:+Differential+Involvement+of+Proteases+and+Podosome-Like+Structures.">Matrix Architecture Dictates Three-Dimensional Migration Modes of Human Macrophages: Differential Involvement of Proteases and Podosome-Like Structures.</a> Journal of Immunology. 184, 1049-1061 (2010).</li><li>Verollet, C., 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=Hiv-1+Reprograms+the+Migration+of+Macrophages.">Hiv-1 Reprograms the Migration of Macrophages.</a> Blood. 125, 1611-1622 (2015).</li><li>Bouissou, 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=Podosome+Force+Generation+Machinery:+A+Local+Balance+between+Protrusion+at+the+Core+and+Traction+at+the+Ring.">Podosome Force Generation Machinery: A Local Balance between Protrusion at the Core and Traction at the Ring.</a> ACS Nano. 11, 4028-4040 (2017).</li><li>Lizarraga, 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=Diaphanous-Related+Formins+Are+Required+for+Invadopodia+Formation+and+Invasion+of+Breast+Tumor+Cells.">Diaphanous-Related Formins Are Required for Invadopodia Formation and Invasion of Breast Tumor Cells.</a> Cancer Research. 69, 2792-2800 (2009).</li><li>Carman, C. V., 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=Transcellular+Diapedesis+Is+Initiated+by+Invasive+Podosomes.">Transcellular Diapedesis Is Initiated by Invasive Podosomes.</a> Immunity. 26, 784-797 (2007).</li><li>Sage, P. T., 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=Antigen+Recognition+Is+Facilitated+by+Invadosome-Like+Protrusions+Formed+by+Memory/Effector+T+Cells.">Antigen Recognition Is Facilitated by Invadosome-Like Protrusions Formed by Memory/Effector T Cells.</a> Journal of Immunology. 188, 3686-3699 (2012).</li><li>Sens, K. L., 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=An+Invasive+Podosome-Like+Structure+Promotes+Fusion+Pore+Formation+During+Myoblast+Fusion.">An Invasive Podosome-Like Structure Promotes Fusion Pore Formation During Myoblast Fusion.</a> Journal of Cell Biology. 191, 1013-1027 (2010).</li><li>Takito, 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=The+Transient+Appearance+of+Zipper-Like+Actin+Superstructures+During+the+Fusion+of+Osteoclasts.">The Transient Appearance of Zipper-Like Actin Superstructures During the Fusion of Osteoclasts.</a> Journal of Cell Science. 125, 662-672 (2012).</li><li>Shilagardi, K., 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=Actin-Propelled+Invasive+Membrane+Protrusions+Promote+Fusogenic+Protein+Engagement+During+Cell-Cell+Fusion.">Actin-Propelled Invasive Membrane Protrusions Promote Fusogenic Protein Engagement During Cell-Cell Fusion.</a> Science. 340, 359-363 (2013).</li><li>Freeman, S. 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=Integrins+Form+an+Expanding+Diffusional+Barrier+That+Coordinates+Phagocytosis.">Integrins Form an Expanding Diffusional Barrier That Coordinates Phagocytosis.</a> Cell. 164, 128-140 (2016).</li></ol>

물질의 성질
우리의 경우 Formvar, 변형 막에 대 한 재료의 선택은 몇 가지 요구 사항을 충족 해야 합니다. 자료는 가시 광선에 투명 하 고 밝은 분야 및 형광 현미경 관측을 허용 하도록 제한 된 자동 형광을 전시 해야 합니다. 박막의 거칠기 있어야 잘 10 nm 세포 접착에 있는 지형 효과 방지 하 고 AFM 화상 진 찰에 의해 세포 유도 돌출의 명확한 관측을 허용. 마지막으...

동물 세포 매트릭스와 그들의 환경1을 구성 하는 다른 세포와 물리적으로 상호 작용. 이것이, 시체를 내 면화, 외부 정보를 마이그레이션하거나 차별화 그들을 위해 필요 합니다. 그런 과정에서 셀 기계적인 힘을 생성 해야 합니다 및 힘을 생성 하 고 환경 조사에 셀의 능력 영향 확산 예를 들어 감독의 생물 학적 행동으로 수많은 연구 최근 몇 년 동안, 또는 차별화2,3. 차례로, 세포의 힘의 측정 힘 세대의 규정을 연구 하 고 셀 행동과 조직의 운명4,5에 그것의 연루를 이해 주요 원조 이다.
최근 몇 년 동안 셀의 환경6에 행사할 수 있는 힘을 측정 하기 위해 수많은 기술의 개발을 목격 했다. 이들의 대부분 공개 견인 힘 세포 그들은 모바일 프로브 또는 변형 기판에 끌어 발휘 하는 수단이 되었습니다. 그러나, 기계적인 힘 extracellular 환경으로 돌출에 관련 된 측정 기술의 부족에서 고통 되며 날짜 잘 특징.
이 제한을 극복 하기 위해 우리는 기가 기판에가 해지는 힘을 측정 하는 방법을 제시. 그것은 도금을 측정 하는 세포에 의해 기판 변형 고 참여 세력을 추론할 수 직교 방향으로 변형 수 얇은 탄성 시트에 살아있는 세포로 구성 되어있습니다. 기판 지형 나노 분해능 원자 힘 현미경 검사 법을 사용 하 여 측정 되 고 밀어내 세포 구조7,8, 의 기하학의 지식에 의존 하는 변형에서 세력의 평가 9.
여기, 우리는 설치 및 podosomes, 밀어내 접착 구조 3 차원 환경10,11, 그들의 엽 마이그레이션에 대 한 대 식 세포에 의해 형성 된에 의해 생성 된 힘을 측정 하는 응용 프로그램 설명 12,13,14,15,,1617. 우리는이 기술은 힘 생성 및 돌출을 포함 하는 많은 세포질 과정에 그것의 규칙의 이해를 미리 것입니다 믿습니다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="573">
	<tbody>
		<tr height="51">
			<td height="51" style="height:51px;width:216px;">200 mesh nickel grids</td>
			<td style="width:71px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td style="width:119px;">G200-Ni</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:216px;">Filter paper</td>
			<td style="width:71px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">1001-055</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:216px;">Microscope slides</td>
			<td style="width:71px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">10235612</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">White stickers 26 x 70 mm</td>
			<td style="width:71px;">Avery</td>
			<td style="width:119px;">DP033-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="51">
			<td height="51" style="height:51px;width:216px;">Film casting device with valve in its outlet</td>
			<td style="width:71px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td style="width:119px;">71305-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="51">
			<td height="51" style="height:51px;width:216px;">Razorblades</td>
			<td style="width:71px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td style="width:119px;">72000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Ethanol</td>
			<td style="width:71px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">1.08543.0250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Acetone</td>
			<td style="width:71px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">20066.321</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="51">
			<td height="51" style="height:51px;width:216px;">Formvar 0.5% solution in ethylene dichloride</td>
			<td style="width:71px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td style="width:119px;">15820</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">12 mm coverslips</td>
			<td style="width:71px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">631-0666</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Inverted microscope</td>
			<td style="width:71px;">Carl Zeiss</td>
			<td style="width:119px;">Axiovert 200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="51">
			<td height="51" style="height:51px;width:216px;">Atomic Force Microscope</td>
			<td style="width:71px;">JPK Instruments</td>
			<td style="width:119px;">NanoWizard III</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="51">
			<td height="51" style="height:51px;width:216px;">Temperature-controlled sample holder&#160;</td>
			<td style="width:71px;">JPK Instruments</td>
			<td style="width:119px;">BioCell</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:216px;">Silicon nitride cantilever with a nominal spring constant of 0.01 N/m</td>
			<td style="width:71px;">Veeco Instruments</td>
			<td style="width:119px;">MLCT-AUHW</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PBS</td>
			<td style="width:71px;">Gibco</td>
			<td style="width:119px;">14190-094</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Double-sided adhesive tape</td>
			<td style="width:71px;">APLI AGIPA</td>
			<td style="width:119px;">118100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">RPMI 1640</td>
			<td style="width:71px;">Gibco</td>
			<td style="width:119px;">31870-025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:216px;">FCS</td>
			<td style="width:71px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">F7524</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:216px;">HEPES&#160;</td>
			<td style="width:71px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">H0887</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">35 mm glass-bottom Petri dishes</td>
			<td style="width:71px;">WPI</td>
			<td style="width:119px;">FD35-100</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

protrusion force microscopy: a method to quantify forces developed by cell protrusions

수많은 생물학 문맥에서 동물 세포를 기계적인 힘을 개발 하 여 그들의 환경과 물리적으로 상호 작용 해야 합니다. 이러한 가운데, 견인 힘 잘 성격을 나타낸, 하지만 그들의 기판에 기가 세포에 의해 발휘 된 돌출 힘의 측정을 허용 하는 기술의 부족. 우리는 그들의 기질에 부착 세포에 의해 발휘 된 돌출 힘을 측정 하는 실험 설치 설계. 셀 규격 Formvar 시트에 도금이 기판 변형 하 고 결과 지형 나노미터 스케일에 원자 힘 현미경 (AFM)으로 매핑됩니다. 강제 값 다음 밀어내 세포 구조의 형상에 따라 변형 프로 파일의 분석에서 추출 됩니다. 따라서, 살아있는 세포의 개별 튀어나온 단위에 의해 발휘 된 힘은 시간이 지남에 따라 측정할 수 있습니다. 이 기술은 힘 생성 및 돌출을 포함 하는 많은 세포질 과정에 그것의 규칙의 연구를 수 있게 된다. 여기, 우리 인간의 세포에 의해 형성 하는 podosomes에 의해 생성 된 밀어내 힘을 측정 하는 응용 프로그램을 설명 합니다.

위의 프로토콜 돌출 세력 대 식 세포 podosomes Formvar 기판에 의해 적용 척도를 실험 설치 하는 방법을 설명 합니다. 이 AFM을 사용 하 여 이루어집니다 하 고 그림 1에 나와 있다.
JPK 데이터 처리 소프트웨어를 사용 하 여 podosomes 아래 부푼 것의 지형 이미지를 분석할 때 3도 다항식 적합 해야 공제 하지 각 스?...

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Protrusion Force Microscopy: A Method to Quantify Forces Developed by Cell Protrusions

여기, 우리 podosomes 지형 이미지의 자동 분석 영화의 준비에서 규격 필름에 적용 되는 돌출 세력을 평가 하는 데 사용 하는 실험 기법을 상세하게.

돌출 힘 현미경 검사 법: 셀 돌출에 의해 개발 된 세력을 계량 하는 방법

In numerous biological contexts, animal cells need to interact physically with their environment by developing mechanical forces. Among these, traction ...

Research

JoVE Journal

Biology

Microfabricated Post-Array-Detectors (mPADs): an Approach to Isolate Mechanical Forces

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Microfabricated 포스트 - 배열 감지기 (mPADs) : 기계적 힘을 분리하는 접근

In this video, we will present our approach to measure cellular traction forces using a microfabricated array of posts.  Traction forces are generated ...

연구

생물학

Live Cell Response to Mechanical Stimulation Studied by Integrated Optical and Atomic Force Microscopy

기계 자극에 라이브 세포 응답 통합 광학과 원자 힘 현미경에 의해 연구

To understand the mechanism by which living cells sense mechanical forces, and how they respond and adapt to their environment, a new technology able to ...

Identifying Targets of Human microRNAs with the LightSwitch Luciferase Assay System using 3'UTR-reporter Constructs and a microRNA Mimic in Adherent Cells

3&#39;UTR - 기자의 구성과 microRNA를 사용하여 LightSwitch의 루시페라제 분석 시스템과 인간 microRNAs의 확인 대상이 자기편 세포의 모방

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Sample Preparation for Single Virion Atomic Force Microscopy and Super-resolution Fluorescence Imaging

단일 비리온 원자력 현미경 검사및 초분해성 형광 이미징을 위한 샘플 준비

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성인 마우스 두개골 골수에서 조혈 줄기 및 전구 세포의 생체 내 4 차원 추적에서

Through a delicate balance between quiescence and proliferation, self renewal and production of differentiated progeny, hematopoietic stem cells (HSCs) ...

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인 - 더 - 필드 응용 프로그램에 대한 설계 및 앱 타머 - 금 나노 입자 기반 비색 분석법 개발

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세포 역학을 정량화하는 다목적 기술인 단세포 어레이(LISCA)의 라이브 셀 이미징

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