מדידה של לכידות צבירה ידי Tensiometry Surface רקמות
Summary
אנו מתארים שיטה למדידת אנרגיה מחייב, כפי שבא לידי ביטוי מתח הפנים רקמות, בין תאים בתוך הרקמה, כמו אגרגטים 3D. הבדלים מתח הפנים רקמות הוכחו לתאם עם הפולשנות של ריאות, שרירים, גידולים במוח, הם הגורמים הבסיסיים של כינון יחסים מרחביים בין סוגי תאים שונים.
Abstract
מדידה קפדנית של אנרגיית אינטר ניתן לבצע רק באמצעות שיטות מעוגנת בעקרונות תרמודינמיים של מערכות בשיווי משקל. פיתחנו משטח רקמה tensiometry (TST) במיוחד כדי למדוד את האנרגיה משטח ללא אינטראקציה בין תאים. המושגים הבסיסיים biophysical TST תוארו בעבר 1,2 פרט. השיטה מבוססת על התצפית כי תאי מלוכדת הדדית, אם נשמרת רועד תרבות, באופן ספונטני להרכיב לתוך אשכולות. במשך הזמן, אשכולות אלו עגול עד טופס התחומים. התנהגות זו עיגול למעלה מחקה את התנהגות המאפיינת מערכות נוזלי. אנרגיית אינטר נמדדת על ידי דחיסת אגרגטים כדורית בין לוחות מקבילים tensiometer אישית מעוצבת משטח רקמה. משוואה מתמטית אותה משמש כדי למדוד את מתח הפנים של טיפת נוזל המשמש למדידת מתח הפנים של רקמות כמו אגרגטים 3D כדורית. המקבילה הסלולרית של מתח פני הנוזל הוא אנרגיית אינטר, או באופן כללי יותר, cohesivity רקמות. מחקרים קודמים מהמעבדה שלנו הראו כי פני השטח רקמות מתח (1) מנבא כיצד שתי קבוצות של תאים עובריים יהיה אינטראקציה זה עם זה 1-5, (2) יכול מאוד להשפיע על היכולת של רקמות לתקשר עם biomaterials 6, (3) יכול לשנות לא רק באמצעות מניפולציה ישירה של לכידות cadherin מבוססי אינטר 7, אלא גם על ידי מניפולציה של מולקולות ECM מפתח כגון FN 8-11 ו 4) בקורלציה עם פוטנציאל פולשני של סרטן הריאות 12, fibrosarcoma 13, 14 ו – גידול במוח הגידול בערמונית שורות תאים 15. במאמר זה נתאר את מנגנון בפירוט את הצעדים הנדרשים כדי ליצור spheroids, כדי לטעון את spheroids החדרה tensiometer, ליזום דחיסה המצרפי, לנתח ולאמת את פני השטח רקמות מדידות המתח שנוצר.
Protocol
Discussion
מדידת הלכידות המצרפי על ידי TST היא פשוטה יחסית. יש, עם זאת, שלבים עיקריים שיש שולט על מנת להפיק נתונים TST שמיש; 1) אגרגטים חייב להיות "בריא". זה יכול להיות נשלט על ידי הקפדה היווצרות המצרפי מתחילה בתאים בנקודת המפגש אופטימלי לפני ניתוק. גודל זמן מצטבר ובתרבות חייב גם …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Materials
- water bath/shaker (New Brunswick Scientific, Edison, NJ)
- 10 ml round-bottom flasks (Belco, Vineland, NJ)
References
- Foty, R. A., Forgacs, G., Pfleger, C. M., Steinberg, M. S. Liquid properties of embryonic tissues: Measurement of interfacial tensions. Phys Rev Lett. 72, 2298-2301 (1994).
- Foty, R. A., Pfleger, C. M., Forgacs, G., Steinberg, M. S. Surface tensions of embryonic tissues predict their mutual envelopment behavior. Development. 122, 1611-1620 (1996).
- Schotz, E. -. M. Quantitative differences in tissue surface tension influence zebrafish germ layer positioning. HFSP Journal. 2, 42-56 (2008).
- Jia, D., Dajusta, D., Foty, R. A. Tissue surface tensions guide in vitro self-assembly of rodent pancreatic islet cells. Dev Dyn. 236, 2039-2049 (2007).
- Schwarz, M. A., Zheng, H., Legan, S., Foty, R. A. Lung Self-Assembly is Modulated by Tissue Surface Tensions. Am J Respir Cell Mol Biol. , (2010).
- Ryan, P. L., Foty, R. A., Kohn, J., Steinberg, M. S. Tissue spreading on implantable substrates is a competitive outcome of cell-cell vs. cell-substratum adhesivity. Proc Natl Acad Sci U S A. 98, 4323-4327 (2001).
- Foty, R. A., Steinberg, M. S. The differential adhesion hypothesis: a direct evaluation. Dev Biol. 278, 255-263 (2005).
- Robinson, E. E., Foty, R. A., Corbett, S. A. Fibronectin matrix assembly regulates alpha5beta1-mediated cell cohesion. Mol Biol Cell. 15, 973-981 (2004).
- Robinson, E. E., Zazzali, K. M., Corbett, S. A., Foty, R. A. alpha5beta1 integrin mediates strong tissue cohesion. J Cell Sci. 116, 377-386 (2003).
- Winters, B. S., Raj, B. K., Robinson, E. E., Foty, R. A., Corbett, S. A. Three-dimensional culture regulates Raf-1 expression to modulate fibronectin matrix assembly. Mol Biol Cell. 17, 3386-3396 (2006).
- Caicedo-Carvajal, C. E., Shinbrot, T., Foty, R. A. Alpha5beta1 integrin-fibronectin interactions specify liquid to solid phase transition of 3D cellular aggregates. PLoS One. 5, e11830-e11830 (2010).
- Foty, R. A., Steinberg, M. S. Measurement of tumor cell cohesion and suppression of invasion by E- or P-cadherin. Cancer Res. 57, 5033-5036 (1997).
- Foty, R. A., Corbett, S. A., Schwarzbauer, J. E., Steinberg, M. S. Dexamethasone up-regulates cadherin expression and cohesion of HT-1080 human fibrosarcoma cells. Cancer Res. 58, 3586-3589 (1998).
- Winters, B. S., Shepard, S. R., Foty, R. A. Biophysical measurement of brain tumor cohesion. Int J Cancer. 114, 371-379 (2005).
- Foty, R. A., Cummings, K. B., Ward, S. Tissue surface tensiometry: a novel technique for predicting invasive potential of prostate tumors based on tumor cell aggregate cohesivity in vitro. Surgical Forum L. , 707-708 (1999).
- Folkman, J., Moscona, A. Role of cell shape in growth control. Nature. 273, 345-349 (1978).
- Foty, R. A., Forgacs, G., Pfleger, C. M., Steinberg, M. S. Liquid properties of embryonic tissues: Measurement of interfacial tensions. Physical Review Letters. 72, 2298-2301 (1994).
- Guevorkian, K., Colbert, M. J., Durth, M., Dufour, S., Brochard-Wyart, F. Aspiration of biological viscoelastic drops. Phys Rev Lett. 104, 218101-218101 (2010).
