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Articles by Andreea Trache in JoVE
JoVE General
机械性刺激，集成光学和原子力显微镜研究活细胞的反应
1Department of Systems Biology and Translational Medicine, College of Medicine, Cardiovascular Research Institute, Texas A&M Health Science Center, 2Department of Biomedical Engineering, Texas A&M University
本文旨在指导读者在原子操作的综合力量光学成像显微镜文化的活细胞的机械性刺激。一个一步一步的协议。一个有代表性的数据集显示活细胞的机械性刺激的反应。
Other articles by Andreea Trache on PubMed
整合素和微循环的调节： 从使用原子力显微镜的分子研究小动脉。
整合素是一类重要的受体的细胞外基质蛋白，可以调和这两种力传递，凭借其连接与细胞基质和细胞骨架 ；和信号转导，产生的信号与焦联系人相关联的蛋白质组合。因此，整合素提出，应在血管平滑肌和血管内皮细胞中的 mechanosensor 力化学转导中发挥核心作用。在这方面，机械力是很多血管的功能，包括收缩和弛豫过程、 增殖、 迁移、 附件和细胞表型测定的重要动力。集体，这些函数定义的血管的血流量、 毛细管压力、 渗透性和周围血管阻力控制等系统的生理特性和像高血压、 糖尿病和动脉硬化的病理生理过程中发挥作用。我们关于如何整合素感觉和换能器成蜂窝信号的物理力量，哪个整合素所涉及的知识是不完整的。相比其他细胞表面受体，整合素细胞外基质具有相对较低的亲和力，为其绑定网站，可以调节它们的相似性。整合素配体相互作用的这些特点可促进细胞迁移、 重构、 单元格和响应外部力量收缩激活等的动态过程。重要问题仍涉及的性质和来源的整合素介导信号转导血管壁。
组胺对血管内皮细胞纤维连接蛋白相互作用的原子力显微镜研究的影响。
原子力显微镜用来调查对组胺，其中一个主要的炎性介质，引起血管内皮通透性增高和血管渗漏的细胞反应。原子力显微镜探针都标有纤维连接蛋白和用来衡量通过量化打破单一纤维连接蛋白-整合素债券所需要的力的 alpha5beta1 整合素和纤维连接蛋白之间的结合强度。细胞骨架变化、 绑定概率和粘附力之前和之后对血管内皮细胞的组胺治疗进行了监测。单元格地形测量表明组胺诱导细胞收缩。局部细胞刚度和绑定概率组胺治疗后增加了两倍。必要的破裂纤维连接蛋白 alpha5beta1-单一债券部队从 34.0 + /-0.5 pN 控制细胞增加到 39 + /-1 pN 组胺治疗后。此外进行了试验，以确认 alpha5beta1-纤维连接蛋白相互作用的特异性。下粘附事件的概率减少可溶性 GRGDdSP > 50%而 alpha5beta1 和纤维连接蛋白之间的粘附力仍保持不变。这些数据表明细胞外基质-整合素相互作用对变化的外部化学调解员的血管内皮细胞反应中发挥重要作用。这些更改可以记录下来，作为直接测量对活的内皮细胞通过使用原子力显微镜。
使用原子力显微镜研究力学性能的纤维连接蛋白和 Alpha5beta1-整合素对血管平滑肌细胞之间的相互作用。
整合素细胞外基质 (ECM) 相互作用的力学性能是重要的血管平滑肌细胞 （血管平滑肌细胞），与焦粘连，关联的进程的力学传递，并且可以在心血管疾病中特别重要的意义。在此研究中，我们的特点初始的纤维连接蛋白 (FN) 解除绑定的力和约束力活动-alpha5beta1 相互作用表面上的血管平滑肌细胞使用原子力显微镜 （AFM）。它被假定这些初始绑定事件是对随后粘着大会很重要。FN-血管平滑肌细胞粘连选择性地阻止了由 alpha5 和 beta1 整合以及 rgd 肽抗体，但不是抗体对 alpha4-和 beta3-整合，指示 FN 主要是绑定到 alpha5beta1。观察到 39 + /-8 pN 特性绑定部队并将其解释为表示 FN alpha5beta1 单粘结强度。坚持血管平滑肌细胞 （绑定概率） FN 的能力大为降低了整合素拮抗剂、 血清饥饿和血小板衍生的生长因子 （PDGF）-BB，而溶血磷脂酸 (LPA) 增加 FN 具有约束力。但是，有人认为解决解除绑定部队没有显著变化。后参与，需要赶出 FN 涂层珠从血管平滑肌细胞的力增加暗示粘连和/或更改的绑定亲和的数目增加了依赖于时间的接触时间的增加。LPA 增强这一进程，而血小板减少它，这表明，这些因素也影响到 multimolecular 焦联系组件的过程。因此原子力显微镜是表征整合 ECM 相互作用的力学性能及调控的有力工具。我们的研究结果表明可迅速调节功能活动的 alpha5beta1 和重点联系组件。
原子力多光学成像综合的显微镜监测在活细胞内的分子动力学。
新型混合成像系统构造原子力显微镜 （AFM） 结合提供高空间分辨率的光学成像技术的组合。应用这一文书 (NanoFluor 显微镜） 的主要是研究的重点放在细胞外基质整合素细胞骨架相互作用和在细胞外部的化学和机械因素的变化反应中的作用与力学传递。原子力显微镜允许的定量研究细胞骨架的变化，具有约束力概率、 粘附力和细观力学属性的单元格，而光学成像应用程序允许薄片的细胞体在 coverslip 细胞接口，允许使用全内反射荧光 （提尔夫） 和内部反射显微镜 (IRM) 焦粘连的研究。联合原子力显微镜光学成像实验显示在根尖表面的细胞的机械刺激诱导力生成的骨架响应，导致基底表面可实时监测重点联系重组。系统还配备一种新型机械 NanoFluor 对齐合成福斯特共振能量转移 （音品） 双摄像头采集系统。介绍了综合的 NanoFluor 显微镜系统，包括其特性、 应用和局限性。
量化和共焦成像的特定蛋白质分子印迹聚合物。
我们采用了异硫氰酸-白蛋白作为蛋白模板分子的水相分子印迹的聚合物 (HydroMIP) 战略。首次报道是遗传物质标签模板的使用，与随后的智能材料显示 HydroMIP 拥有大量的分子内存相比，nonimprinted 的控制聚合物 (HydroNIP) 的表征。异硫氰酸-成像印迹的 HydroMIP 使用共聚焦显微镜进行了描述，原位脱的角度显示的印迹蛋白与白蛋白变化的观察之前和之后 （使用 10%(w/v) SDS/10%醋酸溶液） 的模板洗脱印迹聚合物，荧光。我们也报告牛血红蛋白 (牛血红蛋白) 的成像印迹 HydroMIP 使用双光子共聚焦显微镜和描述模板洗脱后自体荧光蛋白的影响。进一步的研究结果有助于水相分子印迹议定书和文档使用的荧光作为一个有用的工具，在标签的模板/检测和成像战略的小说的理解。
表面增强拉曼光谱用于人类整合素的检测。
目前的研究结果表明的一类细胞表面蛋白称为整合素在各种重要的生理功能，如血液凝固，调节血压、 组织血流量和血管重构的重要性。整合功能的关键是其能力的细胞外基质和细胞骨架与交互来调解传力。此外，他们与粘着 (FA) 点中的蛋白质及其连接的信号转导中发挥作用。若要了解的单元格，并负责这些多样的生化相互作用的细胞外基质 (ECM) 粘附的复杂机制，有必要查明对细胞整合素和监测及其与各种配体的相互作用。为此目的，第一次，我们聘请表面增强拉曼光谱 （SERS） 来检测整合素。结果显示使用拉曼来检测到 nanomolar 浓度制度整合素和区分两种不同的整合素、 alphaVbeta3 和 alpha5beta1，血管平滑肌细胞 (卫生厅） 中所存在的能力。预计的表面增强拉曼光谱方法将可能有助于澄清生理重要性的多种现象中整合素配体相互作用的机理。
原子力显微镜 （AFM）。
原子力显微镜 （AFM） 是一个重要的工具，用于研究生物样品由于其图像表面下液体的能力。原子力显微镜的悬臂提示与细胞表面的分子的物理交互运作。提示和细胞表面分子间的粘附部队被检测为悬臂梁挠度。因此，可以用悬臂提示，活细胞具有原子分辨率的图像，并探讨在生理条件下的活细胞单分子事件。目前，这是直接提供高分辨率的结构、 机械和功能信息的唯一技术。这股微生物学中介绍了基本的原子力显微镜组件、 操作模式、 样品制备和短审查的原子力显微镜的应用程序的有用提示。
全内反射 （提尔夫) 荧光显微镜。
全内反射 （提尔夫) 荧光显微镜表示的令人兴奋和可视化荧光本膜附近地区的种植的折射率的活或固定单元格的方法。提尔夫显微镜基于时发生光从高屈光介质 （如玻璃） 传递到低屈光介质上 （例如，单元格、 水） 的全内反射现象。内部产生的总的消逝场反映光兴奋的荧光分子在细胞基质接口和伴随着余下的细胞体积最小的暴露。这种技术提供了高对比度荧光图像，具有很低的背景和几乎没有的焦外光、 可视化和表面附近的单分子荧光光谱的理想选择。这股呈现，以简明的方式操作、 文书多样性和生物样品研究提尔夫显微镜的应用的原则。
综合力化学转导研究活细胞的实时成像的显微镜。
机械力是一个重要的刺激和许多血管平滑肌细胞功能包括收缩、 增殖、 迁移和粘附的决定因素。从部队通过焦粘连的单元格以外的传输控制这些粘连网站的动态，并启动改变细胞行为的细胞内信号转导栅。若要了解其中活细胞感觉机械部队，和如何他们应付和适应其环境的机制，关键的第一步是发展新技术，以调查在亚细胞水平，结合全内反射荧光 （提尔夫） 和高速旋转磁盘 (消防) 共聚焦显微镜，提供高时空分辨率的原子力显微镜 （AFM） 的细胞行为。原子力显微镜使用纳米传感器测量细胞表面形貌和可以应用和测量高精度的机械力。提尔夫显微镜是光学成像技术，它为高对比度的图像提供遗传物质标记分子中的单元格 coverslip 接口紧邻 z 分辨率高。消防处共聚焦显微镜在实时中的单元格允许快速三维成像。综合的系统是广泛适用在任何贴壁的活细胞，分子动态研究允许直接光学成像的细胞对机械刺激反应实时的广泛。
Mg2 + 调节血管平滑肌细胞的原子力显微镜研究中整合素细胞外基质相互作用。
原子力显微镜 （AFM） 被用来调查 alpha5beta1 整合素和纤维连接蛋白 (FN) 下二价阳离子之间的相互作用。原子力显微镜探针都标有 FN 和用来衡量 alpha5beta1 整合素与 FN 绑定强度通过量化打破单一 FN-整合素债券上的装载率 (100 10,000 pN/s) 生理范围所需要的力。必要的破裂单一 alpha5beta1 FN 键力增加了两倍以上的装载率调查制度。Mg(2+) 和经浓度变化影响的热力学参数的相互作用和调制绑定能源。这些数据表明血管平滑肌细胞驻留在其中，外部的离子环境影响定义整合素与细胞外基质之间的相互作用的力学参数。因此，在动态力学环境如血管壁中，FN 和 alpha5beta1 整合素之间的热力学绑定属性不同本地应用的负载和二价阳离子浓度。这些更改可以通过使用原子力显微镜作为活平滑肌细胞直接测量记录下来。
对 RhoA 信号调制的血管平滑肌细胞的细胞外基质影响。
血管平滑肌细胞 （血管平滑肌细胞) 对它们驻留在其中，机械活动环境的形态适应介导与细胞外基质 (ECM) 诱导细胞内一级的生理变化的直接交互。这项研究旨在分析对 RhoA 诱导机械信号，用于控制肌动蛋白组织和黏着形成 ECM 的影响。血管平滑肌细胞被转染 RhoA 构造 （野生型、 消极或积极一显性） 和不同的 ECM 蛋白用作衬底上镀 (胶原纤维连接蛋白、 胶原四我和层粘连蛋白） 或聚-l-赖氨酸作为控制。血管平滑肌细胞的形态学变化被检测到的荧光共聚焦显微镜和全内反射荧光 （提尔夫) 镜，被独立地使用和验证附着力测定及印迹分析。我们的研究结果表明 ECM 有重要的作用，在单元格传播、 粘附和形态与调节 RhoA 信号直接影响。RhoA 活动大大影响应力纤维和焦粘连重组，但在上下文中施加的 ECM。因此，在血管平滑肌细胞 RhoA 活动调制诱导应力纤维和 FA 形成 5 h，在增加的激活而显著抑制录在 24 h 后镀上不同的 ECM。我们的研究结果提供了 ECM 调节血管平滑肌细胞响应机械刺激诱导细胞内生化信号参与细胞适应本地的微环境的生物物理证据。
