שיחקרו את ההשפעות של מטריקס נוקשות על פונקציה נייד באמצעות Acrylamide מבוססי הידרוג
Summary
ההשפעה של קשיחות מתחת לקרקע על התפקוד התאי יכול להיות המודל<em> במבחנה</em> באמצעות הידרוג polyacrylamide של התאמות שונות.
Abstract
רקמות קשיחות הוא הקובע חשוב של תפקוד הסלולרי, ושינויים רקמות נוקשות קשורות כלל בסרטן פיברוזיס, ומחלות לב וכלי דם 1-11. גישות מסורתיות תא ביולוגי ללימוד פונקציה הסלולר לערב תאים culturing על תשתית נוקשה (צלחות פלסטיק או זכוכית coverslips) אשר אינו יכול להסביר את ההשפעה של ECM אלסטי או וריאציות קשיחות ECM בין רקמות. מודל in vivo ציות התנאים רקמה במבחנה, אנו ואחרים להשתמש ECM מצופה הידרוג. במעבדה שלנו, הידרוג מבוססים על polyacrylamide אשר יכול לחקות את טווח התאמות רקמה ביולוגית לראות 12. "תגובתי" תלושי לכסות מופקים על ידי הדגירה עם NaOH ואחריו תוספת של 3-APTMS. Glutaraldehyde משמש צולבות הקישור 3-APTMS ואת ג'ל polyacrylamide. הפתרון של acrylamide (AC), bis-acrylamide (BIS-AC) ו persulfate אמוניום משמש פילמור של הידרוג. N-hydroxysuccinimide (NHS) הוא שולב פתרון ה-AC חלבון ECM crosslink כדי הידרוג. לאחר פילמור של הידרוג, משטח ג'ל מצופה חלבון ECM של בחירה כגון, קולגן פיברונקטין, vitronectin וכו '
קשיחות של הידרוג ניתן לקבוע על ידי rheology או במיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) ובניכוי ידי שינוי אחוז AC ו / או bis-AC בפתרון 12. באופן זה, נוקשות תשתית ניתן להתאים קשיות של רקמות ביולוגיות אשר ניתן לכמת באמצעות rheology או AFM. תאים אז יכול להיות seeded על אלה הידרוג ותרבותיים בהתבסס על תנאי הניסוי הנדרש. הדמיה של התאים והתאוששות שלהם לניתוח מולקולרית היא פשוטה. במאמר זה, אנו מגדירים לקרקע רך כמו אלה שיש moduli אלסטי (E) <3000 פסקל לקרקע נוקשה / רקמות אלה עם E> 20,000 פסקל.
Protocol
Discussion
מרכיב חיוני של תהליך פילמור הידרוג הוא להימנע היווצרות בועת אוויר אשר יאפשר תאים להיקשר coverslip הזכוכית ולא הידרוג ECM מצופה עצמו. זה ניתן למנוע על ידי בקפידה pipetting הפתרון פילמור לאחר vortexing ו חזותית ולוודא כי אין בועות אוויר הפכו לכוד בתוך הג'ל. אנחנו תמיד ממליצים על הכנ…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
העבודה היא במעבדה שלנו נתמך על ידי מענקים מהמוסד הלאומי לבריאות.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Glutaraldehyde, 70% | Sigma-Aldrich | G7776 | Store at -20°C | |
| 3-APTMS (3-Aminopropyltrimethosysilane 97%) | Sigma-Aldrich | 281778 | Store at room temperature | |
| SurfaSil Siliconizing Fluid | Thermo Scientific | 42800 | Store at room temperature | |
| NHS (N-hydroxysucinimide Ester) | Sigma-Aldrich | A-8060 | Store at 4°C Replace monthly | |
| Albumin, bovine serum, essentially fatty acid free | Sigma-Aldrich | A6003-100G | Store at 4°C | |
| Coverslips (25mm) | Fisher Scientific | 12-545-86 25 Cir 1D | ||
| Coverslips (18mm) | Fisher Scientific | 12-545-84 18 Cir 1D |
References
- Beattie, D., Xu, C., Vito, R., Glagov, S., Whang, M. C. Mechanical analysis of heterogeneous, atherosclerotic human aorta. J Biomech Eng. 120, 602-607 (1998).
- Bernini, G. Arterial stiffness, intima-media thickness and carotid artery fibrosis in patients with primary aldosteronism. J Hypertens. 26, 2399-2405 (2008).
- Boonyasirinant, T. Aortic stiffness is increased in hypertrophic cardiomyopathy with myocardial fibrosis: novel insights in vascular function from magnetic resonance imaging. J Am Coll Cardiol. 54, 255-2562 (2009).
- Discher, D. E., Janmey, P., Wang, Y. L. Tissue cells feel and respond to the stiffness of their substrate. Science. 310, 1139-1143 (2005).
- Duprez, D. A., Cohn, J. N. Arterial stiffness as a risk factor for coronary atherosclerosis. Curr Atheroscler Rep. 9, 139-144 (2007).
- Lee, R. T. Prediction of mechanical properties of human atherosclerotic tissue by high-frequency intravascular ultrasound imaging. An in vitro study. Arterioscler Thromb. 12, 1-5 (1992).
- Levental, K. R. Matrix crosslinking forces tumor progression by enhancing integrin signaling. Cell. 139, 891-906 (2009).
- Paszek, M. J. Tensional homeostasis and the malignant phenotype. Cancer Cell. 8, 241-254 (2005).
- Samani, A., Zubovits, J., Plewes, D. Elastic moduli of normal and pathological human breast tissues: an inversion-technique-based investigation of 169 samples. Phys Med Biol. 52, 1565-1576 (2007).
- Wells, R. G. The role of matrix stiffness in regulating cell behavior. Hepatology. 47, 1394-1400 (2008).
- Pelham, R. J., Wang, Y. -. L. Cell locomotion and focal adhesions are regulated by substrate flexibility. Proc. Natl. Acad Sci USA. 94, 13661-13665 (1997).
- Klein, E. A., Yung, Y., Castagnino, P., Kothapalli, D., Assoian, R. K. Cell adhesion, cellular tension, and cell cycle control. Methods Enzymol. 426, 155-175 (2007).
- Klein, E. A. Cell-cycle control by physiological matrix elasticity and in vivo tissue stiffening. Current Biology. 19, 1511-1518 (2009).
