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Articles by Suman Bose in JoVE
JoVE Bioengineering
Studiare Traiettorie cellulare Rolling Patterns Receptor asimmetrica
1Department of Materials Science and Engineering, MIT - Massachusetts Institute of Technology, 2Department of Mechanical Engineering, MIT - Massachusetts Institute of Technology, 3HST Center for Biomedical Engineering and Harvard Stem Cell Institute, Brigham and Women's Hospital and Harvard Medical School
Abbiamo descritto un protocollo per osservare e analizzare le traiettorie delle cellule che rotola su asimmetrici recettore fantasia substrati. I dati risultanti sono utili per l'ingegneria del recettore-fantasia substrati per etichette senza separazione delle cellule e l'analisi.
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Un Semianalytical Modello Per Studiare L'effetto Di Tensione Corticale Sulla Cella Rotolamento
Cella rotolando sull'endotelio vascolare gioca un ruolo importante nel traffico di leucociti, cellule staminali e cellule tumorali. Descriviamo un modello semianalytical di cella di rotolamento che si concentra sul microvillo come unità di interazione cellula-substrato e integra meccanica microvillo, recettore clustering, cinetica forza dipendente dal recettore-ligando e tensione corticale che consente l'inserimento di deformazione del corpo cellulare. Utilizzando i parametri ottenuti da esperimenti indipendenti, il modello ha dimostrato eccellente accordo con studi sperimentali di rotolamento neutrofili su P-Selectina e prevede diversi regimi di arrotolare la cella, compresa la diffusione delle cellule sul substrato sotto high shear. La tensione corticale colpite l'area di contatto cellula-superficie e influenzato la velocità di rotolamento e modulata la dipendenza della velocità a rotazione sulla rigidità microvillo. Inoltre, presso lo stesso shear stress, microvilli delle cellule con maggiore tensione corticale trasportato un carico maggiore rispetto a quelli con bassa tensione corticale. Abbiamo anche utilizzato il modello per ottenere una scala dipendenza del raggio di contatto e cella rolling velocità sotto diverse condizioni di sollecitazione di taglio, tensione corticale e densità di ligando. Questo modello avanza comprensione teorica della cella rolling incorporando tensione corticale ed estensione del microvillo in una struttura versatile, semianalytical.
Sensori Di Superficie Cellulare Per Sondare in Tempo Reale Di Ambienti Cellulari
La possibilità di esplorare la comunicazione segnalazione e cella per cella è essenziale per capire la biologia cellulare e lo sviluppo di terapie efficace. Tuttavia, non è ancora possibile monitorare l'interazione delle cellule con i loro ambienti in tempo reale. Qui, ci mostra che un sensore fluorescente collegato ad una membrana delle cellule è in grado di rilevare molecole di segnalazione nell'ambiente cellulare. Il sensore è un aptamer (una lunghezza corta del single-stranded DNA) che si lega al fattore di crescita derivato dalle piastrine (PDGF) e contiene una coppia di tinture fluorescenti. Quando associato a PDGF, il aptamer cambia conformazione e i coloranti si avvicinano a vicenda, producendo un segnale. Il sensore, che è covalentemente associato alle membrane delle cellule staminali mesenchimali, quantitativamente in grado di rilevare con alta risoluzione spaziale e temporale PDGF che viene aggiunto nel mezzo di coltura cellulare o secreta dalle cellule vicine. Le cellule staminali ingegnerizzate mantengono la loro capacità di trovare la loro strada per il midollo osseo e può essere monitorate in vivo a livello di cella singola utilizzando la microscopia intravital.
Esaminando Lo Spostamento Laterale Delle Cellule HL60 Rotolando Sui Modelli P-Selectina Asimmetriche
Lo spostamento laterale delle cellule ortogonale a un flusso di flusso rotolando su schemi asimmetrici recettore presenta una nuova opportunità per la separazione senza etichetta e l'analisi delle cellule. Comprensione della natura della cella traiettorie a rotazione su tali supporti è necessaria per l'ingegneria dei substrati e la progettazione di dispositivi per l'analisi e la separazione delle cellule. Qui, indaghiamo la natura statistica della cella di rotolamento e l'effetto del modello geometria e flusso di shear stress sulla cella rolling traiettorie utilizzando modelli su scala micrometrica dei recettori biomolecolare con bordi ben definiti. Leucemici mieloidi cellule HL60 esprimendo il ligando PSGL-1 furono permesso di fluire attraverso un campo di fantasia linee fabbricato utilizzando microcontatto stampa e funzionalizzati con il recettore P-Selectina, sfruttando l'adesione sia specifico di questa coppia di ligando-recettore e l'asimmetria dell'inclinazione del recettore modello angolo rispetto alla direzione di flusso fluido shear (α = 5, 10, 15 e 20 °). Gli effetti della grandezza fluido sollecitazione di taglio (τ = 0,5, 1, 1.5 e 2.0 dyn/cm(2)), α e P-Selectina incubazione concentrazione erano quantificato in termini di velocità e bordo tracking lunghezza rotolamento. Rotolamento cellule rilevate lungo i bordi inclinati delle linee fantasia prima di scollegamento e ricollegamento su un'altra linea. Il distaccamento di rotolamento cellule dopo inseguimento lungo il bordo era coerenza con un processo di Poisson delle interazioni indipendenti dalla storia. Aumentando l'angolo di inclinazione del bordo è diminuito il bordo lunghezza di rilevamento in modo esponenziale, contrariamente a quanto la grandezza di shear stress e P-Selectina concentrazione di incubazione, che non ha avuto un effetto significativo. Sulla base di questi dati sperimentali, abbiamo costruito un modello empirico che predisse l'occorrenza dello spostamento laterale massimo in un angolo del bordo di 7,5 °. Abbiamo anche utilizzato queste scoperte per costruire una simulazione Monte Carlo per la previsione di rotolamento delle traiettorie delle cellule HL60 su substrati di P-Selectina-modellata con un angolo di inclinazione del bordo specificato. La previsione di spostamento laterale nella gamma di 200 μm entro un 1 cm di lunghezza di separazione supporta la fattibilità di separazione cellulare privo di etichetta tramite modelli di recettore asimmetrica in dispositivi microfluidici.
