The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
Authors
The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
This translation into German was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages
Department of Bioengineering, University of California, Berkeley
This article is a part of JoVE General. If you think this article would be useful for your research, please recommend JoVE to your institution's librarian.
Recommend JoVE to Your LibrarianCurrent Access Through Your IP Address
You do not have access to any JoVE content through your current IP address.
IP: 184.72.184.104, User IP: 184.72.184.104, User IP Hex: 3091773544
Current Access Through Your Registered Email Address
You aren't signed into JoVE. If your institution subscribes to JoVE, please sign in or create an account with your institutional email address to access this content.
Kurpinski, K., Li, S. Mechanical Stimulation of Stem Cells Using Cyclic Uniaxial Strain. J. Vis. Exp. (6), e242, doi:10.3791/242 (2007).
Die Rolle der mechanischen Kräfte in der Entwicklung und Pflege von biologischen Geweben ist gut dokumentiert, darunter mehrere mechanisch reguliert Phänomene wie Knochenumbau, Muskelhypertrophie und glatten Muskelzellen Plastizität. Allerdings sind die beteiligten Kräfte oft sehr komplex und schwer zu überwachen und zu steuern in vivo. Um besser zu untersuchen, die Auswirkungen der mechanischen Kräfte auf Zellen, haben wir ein in vitro Verfahren zum Aufbringen von einachsigen zyklischen Zugbelastung auf adhärente Zellen auf elastischen Membranen kultivierten entwickelt. Diese Methode verwendet einen speziell entworfenen Bioreaktor mit einem motorisierten cam-Rotor-System, um die gewünschte Kraft aufbringen. Hier präsentieren wir Ihnen eine Schritt-für-Schritt-Video-Protokoll zeigt, wie die verschiedenen Komponenten eines jeden "stretch Kammer", auch in diesem Fall, eine Silikon-Membran mit mikrostrukturierten Topographie zu orientieren die Zellen mit der Richtung des Stammes zu versammeln. Wir beschreiben auch Verfahren zur Entkeimung von den Kammern, säen die Zellen auf der Membran, Verriegelung der Kammer in den Bioreaktor und die Anpassung der mechanischen Parameter (zB Größe und Geschwindigkeit der Belastung). Die Verfahren in diesem speziellen Protokoll dargelegt sind spezifisch für die Aussaat von humanen mesenchymalen Stammzellen auf Silikon-Membranen mit 10 pm breiten Kanälen parallel zur Richtung der Dehnung. Doch die Methoden und Materialien in diesem System vorgestellt flexibel genug, um eine Reihe von Variationen zu diesem Thema aufnehmen, sind: Dehnrate, Größe, Dauer, Zelltyp, Membran-Topographie, Membran-Beschichtung, etc. können alle auf die gewünschte Anwendung oder zugeschnitten werden Ergebnis. Dies ist eine robuste Methode zur Untersuchung der Auswirkungen von einachsigen Zugbelastung aufgebracht, um Zellen in vitro.
Tag 0 - Sterilisation vor dem Tag des Experiments
Tag 1 - Montage von Stretch-Kammern
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Banes et al. erstmals über die Verwendung eines Systems für die mechanische Stimulation der Zellen in vitro durch eine flexible elastomere Substrat mechanische Kraft auf die Zellen 1 liefern. Seit dieser Zeit haben viele Variationen dieses Design konzipiert und genutzt werden. Verschiedene mechanische Dehnung Systeme sind kommerziell unter dem Namen "Flexercell" (Flexcell International Corp) verfügbar, während einige Labore custom-built-Geräte verwenden. In diesem Video-Protokoll haben wir die Einrichtung und Nutzung eines solchen Gerätes in unserem Labor beschrieben.
Die custom-built "Stretch-Maschine" in diesem Protokoll dargestellt hat in verschiedenen Studien eingesetzt, um die Auswirkungen der einachsigen zyklischen Belastung auf verschiedene Zelltypen 2,3 untersuchen. Diese Maschine ist ein vielseitiges Gerät mit mehreren einstellbaren Parameter, die für eine Vielzahl von mechanischen Belastungen Studien verwendet werden können. Das Setup-Seite abgebildet sind, stellt eine einzigartige und robuste Methode für die Bereitstellung von einachsigen zyklischen Belastungen auf adhärente Zellen in Kultur.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
| Name | Type | Company | Catalog Number | Comments |
| Fungizone | Reagent | Lonza Inc. | 17-836R | aliquot is 250 ug/mL, 100x, stored in -20C. |
| Kanamycin | Reagent | GIBCO, by Life Technologies | 15160-054 | 50 ug/mL final concentration. Store stock solution at 10 mg/ml in -20C. |
| Gentamicin | Reagent | Lonza Inc. | 17-518Z | 50 ug/mL final concentration. Store 1000x stocks at 50 mg/mL in -20C. |
| Pen/Strep | Reagent | GIBCO, by Life Technologies | 15140-122 | 1% final. (Also available from other companies) |
| Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium | Reagent | GIBCO, by Life Technologies | 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). | ||||
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, 359-68 (2004).
3. Kurpinski, K., Chu, J., Hashi, C., Li S. Anisotropic mechanosensing by mesenchymal stem cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103, 16095-16100 (2006).
very nice - thought you might find this article of interest:
Winter LC, Annals of Biomedical Engineering, 30:1242, 2002
by the way - what were the conditions (gas, time, temp) of your plasma treatment -
cheers
Joel D. Bumgardner, PhD, Associate Professor (jbmgrdnr@memphis.edu)
1
ReplyPosted by: AnonymousJuly 14, 2008, 9:33 AM