セルの剛性を推定するために基板に接続された細胞のマイクロピペット吸引
Summary
ここでは、セルの剛性を測定するために迅速かつ簡単な方法を説明します。このアプローチの一般的な原則は、細胞表面にマイクロピペットを介して適用、明確に定義された負圧に応答して膜の変形を測定することです。この方法は、基板に接続された細胞の生体力学的特性を研究するための強力なツールを提供します。
Abstract
研究の数が増え、個々の細胞の生体力学的特性は、細胞の増殖、分化、移動および細胞間相互作用を含む複数の細胞機能において重要な役割を果たしていることを示している。細胞のバイオメカニクスの2つの重要なパラメータは、細胞変形や剛性と力を収縮し、生成する細胞の能力である。ここでは、細胞表面にガラスマイクロピペット、マイクロピペット吸引またはMicroaspirationと呼ばれる技術によって適用された負圧に応じて、膜変形の度合いを測定することにより、セルの剛性を推定するために迅速かつ簡単な方法を説明します。
Microaspirationその後、空気圧トランスデューサに接続されており、近くに持って来られる、非常に小さなチップ（細胞または組織サンプルの大きさに応じて2から50μmの直径）でマイクロピペットを作成するためにガラスキャピラリーを引っ張ることによって行われます顕微鏡下で細胞の付近。時ピペットの先端が細胞に触れると、負圧工程は、細胞膜上の明確に定義された圧力を発生させる空気圧トランスデューサによりピペットに適用されます。圧力に応じて、メンブレンをピペット内に吸引され、ピペットにプログレッシブ膜変形または "膜投影"は、時間の関数として測定される。この実験的なアプローチの基本的な原理は、定義された機械的な力に応じて、膜変形の程度は膜剛性の関数であるということです。硬めの膜であり、膜変形と短い定常吸引length.The技術の遅い速度は、単離された両方のサスペンションと、基板に接続された、大規模な細胞小器官内の細胞、およびリポソーム上で実行することができます。
分析は、異なる細胞集団や実験条件の与えられた圧力の下で達成最大の膜の変形を比較することによって行われる。 "剛性係数は、" ESです印加圧力の関数としての膜変形の吸引された長さをプロットすることによりtimated。さらに、データはさらに材料の剛性を特徴づける細胞のヤング率（E）は、最も一般的なパラメータを推定するために分析することができる。真核細胞の細胞膜は膜脂質二重層は、サブ膜細胞骨格によって、それが膜の機械的足場を構成し、変形を支配する細胞骨格であるunderliedされる二成分系とみなすことができることに注意することが重要です携帯封筒の。このアプローチは、したがって、サブ膜細胞骨格の力学的特性をプロービングすることができます。
Protocol
1。ガラスマイクロピペットを引っ張る 機器：マイクロピペットプラー、マイクロフォージ。 ガラス：Boroscillicateガラスキャピラリー（〜1.5ミリメートル外径は、〜1.4ミリメートル内径）。 マイクロピペットは、電気生理学的記録のためにガラス微小電極を準備するために使用されているのと同じ基本?…
Discussion
Microaspirationは、細胞膜に負圧を適用し、明確に定義された圧力に応答して膜の変形能を測定することにより細胞の剛性/変形を推定するためのシンプルで再現性の高い方法を提供します。これは、最初の細胞分裂21その後赤血球1の機械的特性を見るためのメカニズムへの洞察を提供するために、ウニの卵の弾性的性質を特徴づけるためにミッチソンとスワン（1954）によって開…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Materials
| Name of reagent | Company | Catalog/Model Number | Comments |
| Sutter pipette puller | Sutter Instruments | P-97 | |
| Microforge | Narishige | MF-830 | |
| Inverted Fluorescent Microscope | Zeiss | Axiovert 200M | The microscope should be preferably equipped with 3D/deconvolution capabilities. |
| Videocamera | Zeiss | AxioCam MRm | |
| Image Acquisition sotware | Zeiss | AxioVision | |
| Pneumatic Pressure Transducer | BioTek | DPM-1B | DPM1B Pneumatic Transducer Tester can now be found by FLUKE. |
| Pipette glass | Richland | Customized glass | Pipettes were customized with a 1.2 inner diameter and 1.6 outer diameter. |
| DiI Dye | Invitrogen | D282 | Dissolves well in DMSO |
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Micropipette AspirationSubstrate-attached CellsCell StiffnessBiomechanical PropertiesCellular DeformabilityCellular StiffnessCell ContractionForce GenerationMembrane DeformationNegative PressureGlass MicropipetteMicropipette Aspiration TechniqueMicroaspirationGlass CapillaryPneumatic Pressure TransducerMembrane ProjectionExperimental Approach
Cite This Article
Oh, M., Kuhr, F., Byfield, F., Levitan, I. Micropipette Aspiration of Substrate-attached Cells to Estimate Cell Stiffness. J. Vis. Exp. (67), e3886, doi:10.3791/3886 (2012).