Las características mecánicas de glicocálix endotelial se midieron por indentación usando esferas micrón en voladizo de AFM. Las células endoteliales se cultivaron en una cámara de costumbre bajo condiciones de flujo fisiológico para inducir la expresión glicocálix. Los datos se analizaron utilizando un modelo de película delgada para determinar el espesor y el módulo de glicocálix.
Nuestro entendimiento de la interacción de los leucocitos y la pared del vaso durante la captura de leucocitos está limitado por una comprensión incompleta de las propiedades mecánicas de la capa de la superficie endotelial. Se sabe que las moléculas de adhesión en los leucocitos se distribuyen de manera no uniforme en relación con topografía de la superficie 3, que limita la formación de topografía unión adhesiva con otras superficies 9, y que las fuerzas de contacto fisiológicas (≈ 5,0 a 10,0 pN por microvellosidades) puede comprimir las microvellosidades como poco como un tercio de su longitud en reposo, el aumento de la accesibilidad de las moléculas a la superficie opuesta 3, 7. Consideramos el endotelio como una estructura de dos capas, el cuerpo celular relativamente rígido, además de la glucocáliz, un recubrimiento de azúcar blando protectora en la superficie luminal 6. Se ha demostrado que el glicocáliz puede actuar como una barrera para reducir la adhesión de los leucocitos a la superficie endotelial 4.En este informe se empiezan a abordar la deformabilidad de las superficies endoteliales para entender cómo la rigidez mecánica del endotelio puede afectar la formación del enlace. Las células endoteliales cultivadas en cultivo estático no expresan un glicocalix robusta, pero las células cultivadas bajo condiciones de flujo fisiológico comienzan a aproximar el glucocáliz observado in vivo 2. El módulo del cuerpo de células endoteliales ha sido medida mediante microscopía de fuerza atómica (AFM) para ser aproximadamente de 5 a 20 kPa 5. El espesor y la estructura del glicocálix se han estudiado utilizando microscopía electrónica de 8, y el módulo de la glicocálix se ha aproximado mediante métodos indirectos, pero a nuestro conocimiento, no se han publicado informes de una medición directa del módulo glicocálix en células vivas . En este estudio, se presentan experimentos de indentación realizadas con una sonda AFM novela en células que han sido cultivadas en condiciones para maximizar su expresión glicocálix a make mediciones directas del módulo y el espesor de la glicocálix endotelial.
Se utilizaron los valores calculados a partir del modelo de dos capas y la teoría de Hertz para modelar la interacción de un leucocito circulante en la sangre con la pared endotelial. Hemos calculado que un microvellosidades en el recuento de leucocitos con un diámetro de 50 nm bajo una carga de 10 pN guión sería de aproximadamente 150 nm en el glucocáliz, sólo una fracción del espesor total. Esto indica que el glucocáliz, con propiedades como medidos en este experimento, es una barrera significativa para la in…
The authors have nothing to disclose.
Los autores desean dar las gracias a Elena Lomakina, Bauserman Richard Youngman Margaret, Vaknin Shay, Snyder Jessica, Striemer Chris, Nataraj Nakul, Hung Li Chung, Khire Tejas, y Eric Lam por su ayuda en este proyecto. Este proyecto fue financiado por el NIH PO1 HL # 018208.
Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
McCoy’s Medium | Gibco | 16600-082 | |
Fetal Calf Serum | Hyclone | SH30070 | |
Endothelial Cell Growth Medium | Vec Technologies | MCDB-131 | |
Pooled Human Umbilical Vein Endothelial Cells | Vec Technologies | PHUVEC/T-25 | |
Sulfuric Acid | JT Baker | 9681-02 | |
Hydrogen Peroxide | VWR | BDH3742-1 | |
(3-aminopropyl)triethoxysilane | Aldrich | 440140-100ML | |
Isopropyl Alcohol | VWR | BDH8999-4 | |
Trypsin | Cellgro | 25-054-C1 | |
Hank’s Buffered Salt Solution | Gibco | 14175-095 | |
sulfo-NHS-LC-Biotin | Thermo Scientific | 21335 | |
Streptavadin beads | Dynabeads | 112.06D | |
MFP-3D AFM | Asylum Research | ||
Tipless Cantilevers | Nanoworld | ARROW-TL1-50 | |
Silhouette SD | Quickutz | Silhouette-SD | |
Silicone Rubber | Stockwell Elastomerics | SE50-RS | |
30 ml Syringes | Benton Dickinson | 309650 | |
18 gauge needles | Benton Dickinson | 305196 | |
Extension Sets | Hospira | 4429-48 | |
4 way valves | Teleflex | W21372 | |
Male/Female Port Caps | Smith’s Medical | MX491B | |
Peristaltic Pump | Watson-Marlow | 401U/D | |
Peristaltic Tubing | Watson-Marlow | 903.0016.016 | |
sterile filters | Pall Life Science | 4652 |