Un sistema optimizado de O9-1/hidrogel para estudiar señales mecánicas en células de cresta neural

Tram  P. Le; Xiaolei Zhao; Shannon Erhardt; Jianhua Gu; Huie Wang; Tina O. Findley; Jun Wang

doi:10.3791/62693

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Artículo de método

Un sistema optimizado de O9-1/hidrogel para estudiar señales mecánicas en células de cresta neural

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DOI:

10.3791/62693

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13 de agosto de 2021

Tram P. Le^*¹ , Xiaolei Zhao^*¹ , Shannon Erhardt¹^,² , Jianhua Gu³ , Huie Wang³ , Tina O. Findley¹ , Jun Wang¹^,²

¹Department of Pediatrics, McGovern Medical School, The University of Texas Health Science Center at Houston, ²The University of Texas MD Anderson Cancer Center UTHealth Graduate School of Biomedical Sciences, The University of Texas Health Science Center at Houston, ³SEM AFM Core in the Houston Methodist Hospital Research Institute

^* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

Aquí se describen protocolos detallados paso a paso para estudiar señales mecánicas in vitro utilizando células de cresta neural O9-1 multipotentes e hidrogeles de poliacrilamida de rigidez variable.

Resumen

Las células de la cresta neural (NCC) son células multipotentes embrionarias de vertebrados que pueden migrar y diferenciarse en una amplia gama de tipos de células que dan lugar a diversos órganos y tejidos. La rigidez tisular produce fuerza mecánica, una señal física que juega un papel crítico en la diferenciación de NCC; sin embargo, el mecanismo sigue sin estar claro. El método descrito aquí proporciona información detallada para la generación optimizada de hidrogeles de poliacrilamida de rigidez variable, la medición precisa de dicha rigidez y la evaluación del impacto de las señales mecánicas en las células de O9-1, una línea NCC que imita a los NCC in vivo.

La rigidez del hidrogel se midió mediante microscopía de fuerza atómica (AFM) e indicó diferentes niveles de rigidez en consecuencia. Los NCC de O9-1 cultivados en hidrogeles de rigidez variable mostraron una morfología celular y una expresión génica diferentes de las fibras de estrés, lo que indicó efectos biológicos variables causados por cambios en las señales mecánicas. Además, esto estableció que la variación de la rigidez del hidrogel dio como resultado un sistema in vitro eficiente para manipular la señalización mecánica alterando la rigidez del gel y analizando la regulación molecular y genética en nccs. O9-1 NCCs pueden diferenciarse en una amplia gama de tipos de células bajo la influencia de los medios de diferenciación correspondientes, y es conveniente manipular señales químicas in vitro. Por lo tanto, este sistema in vitro es una herramienta poderosa para estudiar el papel de la señalización mecánica en los NCC y su interacción con las señales químicas, lo que ayudará a los investigadores a comprender mejor los mecanismos moleculares y genéticos del desarrollo de la cresta neural y las enfermedades.

Introducción

Las células de la cresta neural (NCC) son un grupo de células madre durante la embriogénesis de vertebrados con una notable capacidad para migrar y contribuir al desarrollo de diversos órganos y tejidos. Los NCC pueden diferenciarse en diferentes tipos de células, incluidas las neuronas sensoriales, el cartílago, el hueso, los melanocitos y las células del músculo liso, dependiendo de la ubicación del origen axial y la orientación ambiental local del NCC¹^,². Con la capacidad de diferenciarse en una amplia gama de tipos de células, las anomalías genéticas que causan desregulación en cualquier etapa del desarrol....