תגובת תא חי כדי גירוי מכני שנלמדה על ידי מיקרוסקופית כוח משולב אופטי אטומית
Summary
מאמר זה נועד להדריך את הקורא בפעולה של כוח אטומי משולב אופטי מיקרוסקופ הדמיה לגירוי מכני של תאים חיים בתרבות. פרוטוקול צעד אחר צעד מוצג. נתונים נציג קבוצה שמראה תא חי בתגובה לגירוי מכני מוצג.
Abstract
כדי להבין את המנגנון שבאמצעותו תאים חיים במובן כוחות מכניים, וכיצד הם מגיבים להסתגל לסביבה שלהם, טכנולוגיה חדשה מסוגלת לחקור התנהגות תאים ברמה המשנה הסלולר עם רזולוציה במרחב ובזמן גבוהה פותחה. לפיכך, מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) היתה משולבת עם מיקרוסקופיה סך פנימית הקרינה (TIRF) השתקפות מהיר ספינינג דיסק (FSD) מיקרוסקופיה confocal. המערכת המשולבת הוא החלים רחב על פני מגוון רחב של מחקרים דינמי מולקולריים בתאים חיים כל חסיד, המאפשר הדמיה אופטית ישיר של תגובות התא לגירוי מכני בזמן אמת. התארגנות משמעותית של סיבי אקטין ו הידבקויות מוקד הוצגה עקב גירוי מכני מקומי על פני התא apical כי Induced שינויים לתוך המבנה התאי בגוף התא. אלו טכניקות חדשניות יספק מידע חדש להבנת השינוי המבני תא חי ואת הדינמיקה בתגובה לכוח מכני. פרוטוקול מפורט נתונים לקבוע כי נציג תא חי להראות בתגובה לגירוי מכני מוצגים.
Protocol
Discussion
הידבקויות cytoskeleton 7-10 ו 11-16 הם מבנים מוקד דינמי להרכיב, להתפזר להתהפך כמו תאים נודדים או להגיב בכוח מכני 17. יש להם פונקציות משמעותי בוויסות גדילת התאים, הישרדות, ועל ביטוי גנים. ידיעת התפלגות הספציפיים שלהם ואת הדינמיקה מספקת הבנה טובה יותר של האופן שב?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vinculin-GFP הפלסמיד היה מתנה קנת יאמאדה, המכונים הלאומיים לבריאות, המכון הלאומי למחקר דנטלי Craniofacial, Bethesda, מרילנד, אקטין mRFP הפלסמיד היה מתנה מיכאל דוידסון, פלורידה סטייט, Tallahassee, פלורידה.
עבודה זו נתמכה על ידי בפרס קריירה NSF # 0747334 ו – AHA-National SDG # 0835205N כדי אנדריאה קנה הנשימה.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| AFM tip | Novascan Technologies | 2 micron Borosilicate bead, 0.01N/m, Biotin Surface | ||
| avidin | Sigma Aldrich | A9275 | 1mg/mL in DPBS | |
| Fibronectin | Sigma Aldrich | F4759 | 1 mg/mL | |
| DPBS | Invitrogen | 21600-051 | ||
| Amaxa transfection kit for Smooth Muscle Cells | Lonza | VPI-1004 | ||
| Mattek glass bottom dishes | MatTek Corporation | P60G-1.5-30-F | Sterile 60mm Falcon dishes with glass bottom coverslip no. 1.5 |
References
- Trache, A., Lim, S. M. Integrated microscopy for real-time imaging of mechanotransduction studies in live cells. J Biomed Opt. 14, 034024-03 (2009).
- Trache, A., Meininger, G. A., Coico, R., Kowalik, T., Quarles, J. M., Stevenson, B., Taylor, R. K. Atomic Force Microscopy. Current Protocols in Microbiology. , 2.1-2.17 (2008).
- Axelrod, D. Selective imaging of surface fluorescence with very high aperture microscope objectives. J Biomed Opt. 6, 6-13 (2001).
- Trache, A., Meininger, G. A., Coico, R., Kowalik, T., Quarles, J. M., Stevenson, B., Taylor, R. K. Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy. Current Protocols in Microbiology. , 2.1-2.22 (2008).
- Inoue, S., Inoue, T. Direct-view high-speed confocal scanner: the CSU-10. Methods Cell Biol. 70, 87-127 (2002).
- Binnig, G., Quate, C. F., Gerber, C. H. Atomic force microscope. Phys Rev Lett. 56, 930-933 (1986).
- Stamenović, D. Cytoskeletal mechanics in airway smooth muscle cells. Respir Physiol Neurobiol. 163, 25-32 (2008).
- Gunst, S. J., Tang, D. D., Opazo Saez, A. Cytoskeletal remodeling of the airway smooth muscle cell: a mechanism for adaptation to mechanical forces in the lung. Respir Physiol Neurobiol. 137, 151-168 (2003).
- Worth, N. F., Rolfe, B. E., Song, J., Campbell, G. R. Vascular smooth muscle cell phenotypic modulation in culture is associated with reorganization of contractile and cytoskeletal proteins. Cell Motility and the Cytoskeleton. 49, 130-145 (2001).
- Romer, H. R., Birukov, K. G., Garcia, J. G. N. Focal Adhesions: paradigm for a signaling nexus. Circulation Research. 98, 606-616 (2006).
- Opazo Saez, A., Zhang, W., Wu, Y., Turner, C. E., Tang, D. D., Gunst, S. J. Tension development during contractile stimulation of smooth muscle requires recruitment of paxillin and vinculin to the membrane. Am J Physiol Cell Physiol. 286, C433-C447 (2004).
- Alenghat, F. J., Ingber, D. E. Mechanotransduction: all signals point to cytoskeleton, matrix and integrins. Sciences STKE. 119, pe6-pe6 (2002).
- Zamir, E., Geiger, B. Molecular complexity and dynamics of cell-matrix adhesions. J Cell Sci. 114, 3583-3590 (2001).
- Geiger, B., Bershdsky, A. Assembly and mechanosensory function of focal contacts. Curr Opin Cell Biol. 13, 584-592 (2001).
- Sastry, S. K., Burridge, K. Focal Adhesions: a nexus for intracellular signaling and cytoskeletal dynamics. Exp Cell Res. 261, 25-36 (2000).
- Orr, A. W., Helmke, B. P., Blackman, B. R., Schwartz, M. A. Mechanisms of mechanotransduction. Dev Cell. 10, 11-20 (2006).
