계면 세포 핵의 기계적 성질을 알아내기 위해 Biophysical Assays : 기판 스트레인 신청 및 Microneedle 조작
Summary
우리는 글로벌 또는 지역화된 스트레인 응용 프로그램에 대한 응답으로 하나의 살아있는 자기편 세포에서 유도된 핵 및 cytoskeletal deformations을 측정하기 위해 두 개의 독립적인, 현미경 기반의 도구를 제시한다. 이러한 기술은 핵 강성 (즉, deformability)을 확인하고 핵과 cytoskeleton 세포 사이에 강제로 전송을 탐사하는 데 사용됩니다.
Abstract
대부분의 진핵 세포에서 핵이 가장 큰 organelle이며, 일반적으로 주변 cytoskeleton보다 2-10 배 stiffer이며 따라서 핵의 물리적 특성은 생리와 병리 학적 조건에서 세포의 전반적인 biomechanical 행동에 크게 기여하고 있습니다. 예를 들어, neutrophils를 마이 그 레이션 및 암 세포를 침해에 핵 강성이 조직 내의 좁은 공간을 통해 넘쳐 흐름 또는 통과하는 동안 중요한 장애물을 일으킬 수 있습니다. 1 한편, 같은 근육과 같은 기계적으로 적극적인 조직에있는 세포의 핵은 충분한 구조적 지원을 필요로 반복적인 기계적 스트레스를 견딜 수. 중요한 것은, 핵은 단단히 휴대폰 아키텍처에 통합되어, 그것은 육체적으로 양극 세포, 신경근육학 분기점에서 시냅스 핵의 예를 들어 세포 운동과 핵의 위치를위한 중요한 요구 사항,있는 주변 cytoskeleton에 연결하거나, 마이 그 레이션 세포 2. 아니 놀랍게도, 그러한 핵 강성 및 nucleo – cytoskeletal 커플링을 결정하는 중요한 역할을 lamins 및 nesprins 같은 핵 봉투 단백질에 돌연변이가,를 포함하여 인간의 질병의 여러 결과에 최근 게재되었습니다 에머리 – Dreifuss 근육 영양 장애, 사지 – 거들 근육 영양 장애, 그리고 확장성 심근증 3. 다양한 핵 봉투 단백질과 특정 돌연변이의 효과의 biophysical 기능을 조사하기 위해, 우리는 하나의 살아있는 세포에있는 핵의 물리적 특성을 연구하는 실험 방법을 개발 글로벌 또는 지역화된 기계 섭동를 받게. 정확하게 적용 기판 변형 응용 프로그램에 대한 응답으로 유도 핵 deformations를 측정하면 핵의 deformability에 대한 중요한 정보를 산출하고 다른 돌연변이 또는 특정 핵 봉투 단백질에 대한 결함 세포 라인 사이의 양적 비교를하실 수 있습니다. microneedle로 현지화된 cytoskeletal 변형 응용 프로그램이 분석을 보완하는 데 사용되고 핵과 cytoskeleton 세포 사이의 강제 전송에 대한 추가 정보를 얻을 수 있습니다. 그대로 살아있는 세포의 핵 역학을 공부하는 것은 정상적인 세포 구조를 유지하고 고립 핵 작업시 발생할 수있는 잠재적인 유물을 방지합니다. 또한, 기판의 변형 응용 프로그램은 근육이나 다른 조직의 세포 (예를 들어, 혈관 평활근 세포는 혈관 변형에 노출)에 의해 경험 생리적 스트레스에 대한 좋은 모델을 제공합니다. 이러한 도구는 핵 역학 연구를 주로 개발되었습니다 동안 마지막으로, 그들은 또한 cytoskeletal 단백질과 mechanotransduction 신호의 기능을 조사하기 위해 적용할 수 있습니다.
Protocol
Discussion
기판의 변형 분석
스트레인 응용 프로그램이 성공적으로 기계적 스트레스를 받게 세포에서 유도된 핵 deformations을 공부하고 핵 강성 특정 핵 봉투 단백질의 기여를 조사하기 위해 우리와 다른 그룹에 의해 사용되고 있습니다. 4-8이 기법의 장점은 뭔가가 프로브 기계적 특성을 자신의 정상 세포와 cytoskeletal 환경에서 그 핵 생활 기판 변형 응용 프로그램과 같은 계약 근?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 건강 (R01 HL082792 및 R01 NS059348) 및 Brigham 및 여자의 병원 순환기 리더십 그룹 수상의 국립 연구소에 의해 지원되었다.
Materials
| Name of Reagent | Company | Catalogue number |
| Fibronectin | Millipore | FC010 |
| MitoTracker Red FM and Green FM | Invitrogen | M22425 and M-7514 |
| Hoechst 33342 | Invitrogen | H3570 |
| Hank’s Buffered Salt Saline | Invitrogen | 14185 |
| Phenol free, DMEM | Invitrogen | 21063 |
| Fetal bovine serum | Aleken Biologicals | FBSS500 |
| Penicillin/Streptomycin | Sigma | P0781-100ML |
| Borosilicate Glass with filament | Sutter Instrument | BF100-78-10 |
| Gloss/Gloss non-reinforced silicone sheeting, 0.005″ | Specialty Manufacturing Inc. | |
| Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline | Invitrogen | 14200 |
| 35 mm glass bottom culture dishes (FluoroDish) | World Precision Instruments, INC | FD35-100 |
| Braycote 804 Vacuum Grease | Spi supplies | 05133A-AB |
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