Un système O9-1/Hydrogel optimisé pour l’étude des signaux mécaniques dans les cellules de la crête neurale

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

doi:10.3791/62693

Article de méthode

Un système O9-1/Hydrogel optimisé pour l’étude des signaux mécaniques dans les cellules de la crête neurale

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DOI :

10.3791/62693

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13 août 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

Dans cet article

Résumé

Des protocoles détaillés étape par étape sont décrits ici pour étudier les signaux mécaniques in vitro à l’aide de cellules de crête neurale O9-1 multipotentes et d’hydrogels de polyacrylamide de rigidité variable.

Résumé

Les cellules de la crête neurale (CCN) sont des cellules embryonnaires multipotentes vertébrées qui peuvent migrer et se différencier en un large éventail de types de cellules qui donnent naissance à divers organes et tissus. La rigidité des tissus produit une force mécanique, un indice physique qui joue un rôle essentiel dans la différenciation des CNC; toutefois, le mécanisme reste flou. La méthode décrite ici fournit des informations détaillées pour la génération optimisée d’hydrogels de polyacrylamide de rigidité variable, la mesure précise de cette rigidité et l’évaluation de l’impact des signaux mécaniques dans les cellules O9-1, une ligne NCC qui imite les CCN in vivo.

La rigidité de l’hydrogel a été mesurée à l’aide de la microscopie à force atomique (AFM) et a indiqué différents niveaux de rigidité en conséquence. Les CCN O9-1 cultivés sur des hydrogels de rigidité variable ont montré une morphologie cellulaire et une expression génique différentes des fibres de stress, ce qui indiquait des effets biologiques variables causés par des changements de signal mécaniques. De plus, cela a établi que la variation de la rigidité de l’hydrogel a abouti à un système in vitro efficace pour manipuler la signalisation mécanique en modifiant la rigidité du gel et en analysant la régulation moléculaire et génétique dans les CCN. Les NCC O9-1 peuvent se différencier en un large éventail de types de cellules sous l’influence des milieux de différenciation correspondants, et il est pratique de manipuler les signaux chimiques in vitro. Par conséquent, ce système in vitro est un outil puissant pour étudier le rôle de la signalisation mécanique dans les CCN et son interaction avec les signaux chimiques, ce qui aidera les chercheurs à mieux comprendre les mécanismes moléculaires et génétiques du développement de la crête neurale et des maladies.

Introduction

Les cellules de la crête neurale (CCN) sont un groupe de cellules souches au cours de l’embryogenèse des vertébrés avec une capacité remarquable à migrer et à contribuer au développement de divers organes et tissus. Les CCN peuvent se différencier en différents types de cellules, y compris les neurones sensoriels, le cartilage, les os, les mélanocytes et les cellules musculaires lisses, en fonction de l’emplacement de l’origine axiale et du guidage environnemental local du CNC¹^,². Avec la capacité de se différencier en un large éventail de types cellulaires, les anomalies génétiques qui provoquent un dérègleme....