Summary

采用循环单轴应变的干细胞的机械性刺激

Published: July 29, 2007
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Summary

它被广泛了解,在体内的机械力可以影响细胞分化和增殖。在这里,我们提出了一个视频协议,显示了使用一个定制的生物反应器提供单向循环拉伸应变干细胞培养灵活micropatterned基板。

Abstract

在生物组织的发展和维护的机械力的作用是有据可查的,包括几个机械监管的现象,如骨重塑,肌肉肥厚,平滑肌细胞的可塑性。然而,涉及的力量往往是非常复杂和困难的监视和控制体内。为了更好地研究细胞的机械力的影响,我们已经制定了在体外采用单向循环拉伸应变的弹性膜贴壁细胞培养的方法。这种方法采用了机动凸轮转子系统定制设计的生物反应器,以申请所需的力。在这里,我们现在一步一步的视频协议,演示了如何组装的每一个“舒展室”的各个组成部分,在这种情况下,包括micropatterned地形的方向与应变方向的细胞与硅膜。我们还描述了消毒商会,播种到膜细胞,到生物反应器的闭锁室,和调整的力学参数(即幅度和应变率)的程序。在这个特殊的协议中所述的程序,具体到与10微米宽的通道方向平行方向的应变硅膜播种人类间质干细胞。然而,在这个系统中提出的方法和材料是灵活的,足以容纳一个关于这一主题的变化:应变速率,幅度,持续时间,细胞类型,地形膜,膜涂层,等等都可以根据所需的应用程序或的结果。这是一个可靠的方法,调查体外细胞应用于单轴拉伸应变的影响。

Protocol

0天 – 灭菌前一天的实验材料放入塑料桶和消毒,用70%酒精2小时: 钱伯斯盖相框(3件) 螺丝橡胶垫片镊子剪刀六角扳手用Aquet肥皂和蒸馏水清洁膜。 超声在10分钟的70%的酒精膜。 成塑料平方米美食广场的清洁膜。如果使用图案膜,确保图案的一面是面对(到膜的一侧喷酒精和观看的液体运行的凹槽)。 <…

Discussion

巴内斯等。首次报道在体外培养细胞的机械性刺激,通过使用一个灵活的弹性基材提供机械力1细胞的系统使用。这段时间以来,这种设计上的许多变化已经构思和利用。几个机械牵张系统市售的名义下“Flexercell”(Flexcell国际公司),而一些实验室使用定制的设备。在这个视频协议,我们已经描述了一个这样的设备的安装和使用,在我们的实验室。

本议定书中所描述的定制的“拉伸机”已被用来?…

Materials

Material Name Type Company Catalogue Number Comment
Fungizone Reagent Lonza 17-836R aliquot is 250 ug/mL, 100x, stored in -20C.
Kanamycin Reagent Gibco 15160-054 50 ug/mL final concentration. Store stock solution at 10 mg/ml in -20C.
Gentamicin Reagent Lonza 17-518Z 50 ug/mL final concentration. Store 1000x stocks at 50 mg/mL in -20C.
Pen/Strep Reagent Gibco 15140-122 1% final. (Also available from other companies)
Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium Reagent Gibco 11966-025  
Notes on media: These uniaxial stretch experiments are prone to contamination due to the complexity of bioreactor setup. To combat this, we have tried various combinations of antibiotics and antifungal agents. The 1% fungizone usually necessary, along with a combination of antibiotics. Either use a Pen/Strep combination, OR use a combination of Kanamycin and Gentamicin (but DO NOT try using a combination/cocktail of three or more antibiotics together as it may lead to resistant mutant bacteria, and may also be detrimental to the cells).

References

  1. Banes, A. J., Gilbert, J., Taylor, D., Monbureau, O. A new vacuum-operated stress-providing instrument that applies static or variable duration cyclic tension or compression to cells in vitro. J Cell Sci. 75, 35-42 (1985).
  2. Park, J. S., Chu, J. S., Cheng, C., Chen, F., Chen, D., Li, S. Differential effects of equiaxial and uniaxial strain on mesenchymal stem cells. Biotechnol. Bioeng. 88, 359-368 (2004).
  3. Kurpinski, K., Chu, J., Hashi, C., Li, S. Anisotropic mechanosensing by mesenchymal stem cells. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 103, 16095-16100 (2006).
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Cite This Article
Kurpinski, K., Li, S. Mechanical Stimulation of Stem Cells Using Cyclic Uniaxial Strain. J. Vis. Exp. (6), e242, doi:10.3791/242 (2007).

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