Name: מיקרוסקופ כוח אטומי מדידות סחוס בגפיים אקסולוטליות שלמות ומתחדשות; (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-10-11T13:40:00.000+00:00
Duration: 9 min 19 s
Description: חקור את תפקיד האותות המכניים בתהליך הרגנרציה של סחוס בגפיים אקסולוטליים באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי. הפרוטוקול מאפשר מדידה מדויקת של תכונות מכניות לקידום מחקרים מכניסטיים בתחום ההנדסה התרומית.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

<meta charset="utf8"></head><body>אפיון מכני של קשיחות רקמות במהלך התחדשות גפיים אקסולוטל

<ol><li>Mills, L. A., Aitken, S. A., Simpson, A. H. R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+risk+of+non-union+per+fracture%3A+current+myths+and+revised+figures+from+a+population+of+over+4+million+adults%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Orthop%22%5BJournal%5D)">The risk of non-union per fracture: current myths and revised figures from a population of over 4 million adults.</a> Acta Orthop. 88 (4), 434-439 (2017).</li>
<li>Calori, G. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-unions%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Cases+Miner+Bone+Metab%22%5BJournal%5D)">Non-unions.</a> Clin Cases Miner Bone Metab. 14 (2), 186-188 (2017).</li>
<li>Nandra, R., Grover, L., Porter, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fracture+non-union+epidemiology+and+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Trauma%22%5BJournal%5D)">Fracture non-union epidemiology and treatment.</a> Trauma. 18 (1), 3-11 (2016).</li>
<li>Nauth, A., Schemitsch, E., Norris, B., Nollin, Z., Watson, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Critical-size+bone+defects%3A+Is+there+a+consensus+for+diagnosis+and+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22J+Orthop+Trauma%22%5BJournal%5D)">Critical-size bone defects: Is there a consensus for diagnosis and treatment.</a> J Orthop Trauma. 32 (3 Suppl), S7-S11 (2018).</li>
<li>Schemitsch, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size+matters%3A+Defining+critical+in+bone+defect+size%5BTitle%5D)+AND+%22J+Orthop+Trauma%22%5BJournal%5D)">Size matters: Defining critical in bone defect size.</a> J Orthop Trauma. 31 (10), S20-S22 (2017).</li>
<li>Joven, A., Elewa, A., Simon, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Model+systems+for+regeneration%3A+Salamanders%5BTitle%5D)+AND+%22Development+%28Cambridge%29%22%5BJournal%5D)">Model systems for regeneration: Salamanders.</a> Development (Cambridge). 146 (14), 0-2 (2019).</li>
<li>Aires, R., Keeley, S. D., Sandoval-Guzmán, T. Basics of Self-Regeneration. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAires%2C+R+%22Cell+Engineering+and+Regeneration%22">Cell Engineering and Regeneration</a>. , Springer. Cham. (2020).</li>
<li>Stocum, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+urodele+limb+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Regeneration%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of urodele limb regeneration.</a> Regeneration. 4 (4), 159-200 (2017).</li>
<li>Bassat, E., Tanaka, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+cellular+and+signaling+dynamics+of+salamander+limb+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">The cellular and signaling dynamics of salamander limb regeneration.</a> Curr Opin Cell Biol. 73, 117-123 (2021).</li>
<li>Vinarsky, V., Atkinson, D. L., Stevenson, T. J., Keating, M. T., Odelberg, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Normal+newt+limb+regeneration+requires+matrix+metalloproteinase+function%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Biol%22%5BJournal%5D)">Normal newt limb regeneration requires matrix metalloproteinase function.</a> Dev Biol. 279 (1), 86-98 (2005).</li>
<li>Godwin, J., Kuraitis, D., Rosenthal, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracellular+matrix+considerations+for+scar-free+repair+and+regeneration%3A+Insights+from+regenerative+diversity+among+vertebrates%5BTitle%5D)+AND+%22International+J+Biochem+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Extracellular matrix considerations for scar-free repair and regeneration: Insights from regenerative diversity among vertebrates.</a> International J Biochem Cell Biol. 56, 47-55 (2014).</li>
<li>Riquelme-Guzmán, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Osteoclast-mediated+resorption+primes+the+skeleton+for+successful+integration+during+axolotl+limb+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22ELife%22%5BJournal%5D)">Osteoclast-mediated resorption primes the skeleton for successful integration during axolotl limb regeneration.</a> ELife. 11, e79966(2022).</li>
<li>Gerber, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-cell+analysis+uncovers+convergence+of+cell+identities+during+axolotl+limb+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Single-cell analysis uncovers convergence of cell identities during axolotl limb regeneration.</a> Science. 362 (6413), aaq0681(2018).</li>
<li>Kragl, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cells+keep+a+memory+of+their+tissue+origin+during+axolotl+limb+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Cells keep a memory of their tissue origin during axolotl limb regeneration.</a> Nature. 460 (7251), 60-65 (2009).</li>
<li>Currie, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Live+Imaging+of+Axolotl+Digit+Regeneration+Reveals+Spatiotemporal+Choreography+of+Diverse+Connective+Tissue+Progenitor+Pools%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Cell%22%5BJournal%5D)">Live Imaging of Axolotl Digit Regeneration Reveals Spatiotemporal Choreography of Diverse Connective Tissue Progenitor Pools.</a> Dev Cell. 39 (4), 411-423 (2016).</li>
<li>Qin, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-cell+RNA-seq+reveals+novel+mitochondria-related+musculoskeletal+cell+populations+during+adult+axolotl+limb+regeneration+process%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Death+Differ%22%5BJournal%5D)">Single-cell RNA-seq reveals novel mitochondria-related musculoskeletal cell populations during adult axolotl limb regeneration process.</a> Cell Death Differ. 28 (3), 1110-1125 (2021).</li>
<li>Sandoval-Guzman, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fundamental+differences+in+dedifferentiation+and+stem+cell+recruitment+during+skeletal+muscle+regeneration+in+two+salamander+species%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Stem+Cell%22%5BJournal%5D)">Fundamental differences in dedifferentiation and stem cell recruitment during skeletal muscle regeneration in two salamander species.</a> Cell Stem Cell. 14, 174-187 (2014).</li>
<li>Currie, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Prrx1limb+enhancer+marks+an+adult+subpopulation+of+injury-responsive+dermal+fibroblasts%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Open%22%5BJournal%5D)">The Prrx1limb enhancer marks an adult subpopulation of injury-responsive dermal fibroblasts.</a> Biol Open. 8, bio043711(2019).</li>
<li>Wagh, K., Ishikawa, M., Garcia, D. A., Stavreva, D. A., Upadhyaya, A., Hager, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+regulation+of+transcription%3A+Recent+advances%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Mechanical regulation of transcription: Recent advances.</a> Trends Cell Biol. 31 (6), 457-472 (2021).</li>
<li>d'Angelo, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+stiffness+in+cell+reprogramming%3A+A+potential+role+for+biomaterials+in+inducing+tissue+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Cells%22%5BJournal%5D)">The role of stiffness in cell reprogramming: A potential role for biomaterials in inducing tissue regeneration.</a> Cells. 8 (9), 1036(2019).</li>
<li>Akhtar, R., Sherratt, M. J., Cruickshank, J. K., Derby, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterizing+the+elastic+properties+of+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Mater+Today+%28Kidlington%29%22%5BJournal%5D)">Characterizing the elastic properties of tissues.</a> Mater Today (Kidlington). 14 (3), 96-105 (2011).</li>
<li>Krieg, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomic+force+microscopy-based+mechanobiology%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Phys%22%5BJournal%5D)">Atomic force microscopy-based mechanobiology.</a> Nat Rev Phys. 1 (1), 41-57 (2019).</li>
<li>El Kirat, K., Burton, I., Dupres, V., Dufrene, Y. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sample+preparation+procedures+for+biological+atomic+force+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Microsc%22%5BJournal%5D)">Sample preparation procedures for biological atomic force microscopy.</a> J Microsc. 218 (3), 199-207 (2005).</li>
<li>Riquelme-Guzmán, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Postembryonic+development+and+aging+of+the+appendicular+skeleton+in+Ambystoma+mexicanum%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Dyn%22%5BJournal%5D)">Postembryonic development and aging of the appendicular skeleton in Ambystoma mexicanum.</a> Dev Dyn. 251 (6), 1015-1034 (2021).</li>
<li>López-Alonso, J., Eroles, M., Janel, S., et al. <a target="_blank" href="https://open-research-europe.ec.europa.eu/articles/3-187">PyFMLab: Open-source software for atomic force microscopy microrheology data analysis [version 2; peer review: 2 approved].</a> Open Res Europe 2024. 3 (187), (2024).</li>
<li>Abuhattum, S., Mokbel, D., Müller, P., Soteriou, D., Guck, J., Aland, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+explicit+model+to+extract+viscoelastic+properties+of+cells+from+AFM+force-indentation+curves%5BTitle%5D)+AND+%22iScience%22%5BJournal%5D)">An explicit model to extract viscoelastic properties of cells from AFM force-indentation curves.</a> iScience. 25 (4), 104016(2022).</li>
<li>Glorieux, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In-depth+analysis+of+the+pancreatic+extracellular+matrix+during+development+for+next-generation+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Mol+Sci%22%5BJournal%5D)">In-depth analysis of the pancreatic extracellular matrix during development for next-generation tissue engineering.</a> Int J Mol Sci. 24 (12), 10268(2023).</li>
<li>Hiratsuka, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Power-law+stress+and+creep+relaxations+of+single+cells+measured+by+colloidal+probe+atomic+force+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Jpn+J+Appl+Phys%22%5BJournal%5D)">Power-law stress and creep relaxations of single cells measured by colloidal probe atomic force microscopy.</a> Jpn J Appl Phys. 48 (8 PART 3), 08JB17(2009).</li>
<li>Johnson, K. L., Kendall, K., Roberts, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+energy+and+the+contact+of+elastic+solids%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+R+Soc+Lond+A%22%5BJournal%5D)">Surface energy and the contact of elastic solids.</a> Proc R Soc Lond A. 324, 301-313 (1971).</li>
<li>Kondiboyina, V., Duerr, T. J., Monaghan, J. R., Shefelbine, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Material+properties+in+regenerating+axolotl+limbs+using+inverse+finite+element+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mech+Behav+Biomed+Mater%22%5BJournal%5D)">Material properties in regenerating axolotl limbs using inverse finite element analysis.</a> J Mech Behav Biomed Mater. 150, 106341(2024).</li>
<li>Calve, S., Simon, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biochemical+and+mechanical+environment+cooperatively+regulate+skeletal+muscle+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22FASEB+J%22%5BJournal%5D)">Biochemical and mechanical environment cooperatively regulate skeletal muscle regeneration.</a> FASEB J. 26 (6), 2538-2545 (2012).</li>
<li>Calve, S., Simon, H. G. Extracellular control of limb regeneration. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCalve%2C+S+%22IUTAM+Symposium+on+Cellular%2C+Molecular+and+Tissue+Mechanics.+IUTAM+Bookseries%22">IUTAM Symposium on Cellular, Molecular and Tissue Mechanics. IUTAM Bookseries</a>. 16, Springer. Dordrecht. 257-266 (2010).</li>
<li>Kaufmann, R. A., Kozin, S. H., Barnes, A., Kalluri, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+strain+distribution+along+the+radius+and+ulna+with+loading+and+interosseous+membrane+section%5BTitle%5D)+AND+%22J+Hand+Surg+Am%22%5BJournal%5D)">Changes in strain distribution along the radius and ulna with loading and interosseous membrane section.</a> J Hand Surg Am. 27 (1), 93-97 (2002).</li>
<li>Martin, A. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+distal+forearm+bone+mineral+density%3A+Can+different+forearm+segments+be+used+interchangeably%5BTitle%5D)+AND+%22J+Clin+Densitom%22%5BJournal%5D)">Measurement of distal forearm bone mineral density: Can different forearm segments be used interchangeably.</a> J Clin Densitom. 2 (4), 381-387 (1999).</li>
<li>Riquelme-Guzmán, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+assessment+of+mechanical+properties+during+axolotl+development+and+regeneration+using+confocal+Brillouin+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Open+Biol%22%5BJournal%5D)">In vivo assessment of mechanical properties during axolotl development and regeneration using confocal Brillouin microscopy.</a> Open Biol. 12 (6), 220078(2022).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>זיקה למעצב זיקה</td><td></td><td>&nbsp; גרסה 1.10.4</td><td>להרכבת דמות</td></tr><tr><td>Agarose Low Melt</td><td>Roth</td><td>6351.1</td><td>להכנת דגימה</td></tr><tr><td>Alexa Fluor 488 Phalloidin</td><td>Invitrogen</td><td>A12379</td><td>לצביעת רקמות</td></tr><tr><td>Axiozoom</td><td>Zeiss</td><td></td><td>להדמיה samplea תחת AFM</td></tr><tr><td>Benzocaine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E1501</td><td>להרדמת בעלי החיים</td></tr><tr><td>Butorphanol (+)-טרטרט מלח</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>&nbsp; B9156</td><td>כמשכך כאבים</td></tr><tr><td>שלוחה</td><td>NanoWorld</td><td>Arrow TL1</td><td>למדידות כניסה של AFM</td></tr><tr><td>מערך Cellhesion 200 מצויד ב-motorstage</td><td>JPK/Bruker</td><td></td><td>למדידות כניסה של AFM</td></tr><tr><td>CellSense Entry</td><td></td><td></td><td>להדמיה בסטריאוסקופ Olympus UC90</td></tr><tr><td>Dulbecco' s Phosphate Buffered Saline (DPBS, 1x)</td> <td>Gibco</td><td>14190-144</td><td>לניקוי דגימות וחתך תחת ויברטום</td></tr><tr><td>FIJI (ImageJ2)</td><td>https://imagej.net/software/fiji</td><td>גרסה 2.9.0/1.53t</td><td>לעיבוד תמונה</td></tr><tr>תוכנת<td>GraphPad Prism</td><td>GraphPad</td> <td>(גרסה 8.4.3)</td> <td>לגרף ולנתח סטטיסטית את הנתונים</td></tr><tr><td>FBS</td><td>Gibco</td><td>10270-106</td> מופעל בחום <td>לתא מדיום תרבית</td></tr><tr><td>דבק היסטואקריל (2-בוטיל-ציאנואקרילט)</td><td>בראון</td><td></td><td>להדבקת דגימה לצלחות פטרי</td></tr><tr><td>Hoechst 33258</td><td>Abcam</td><td>ab228550</td><td>לצביעה של רקמות</td></tr><tr><td>אינסולין</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>I5500</td><td>למדיום תרבית תאים</td></tr><tr><td>מיקרוסקופ קונפוקלי הפוך</td><td>Zeiss</td><td>780 LSM</td><td>להדמיית קטעי רקמה</td></tr><tr><td>מיקרוסקופ קונפוקלי הפוך</td><td>Zeiss</td><td>980 LSM</td><td>להדמיית קטעי רקמות</td></tr><tr><td>JPK/Bruker תוכנת עיבוד נתונים</td><td>JPK/Bruker</td><td>SPM 6.4</td><td>לניתוח עקומות כוח-מרחק</td></tr><tr><td>L15 בינוני (לייבוביץ)</td><td>Sigma</td><td>L1518</td><td>למדיום תרבית תאים</td></tr><tr><td>L-גלוטמין</td><td>Gibco</td><td>25030-024</td><td>למדיום תרבית תאים</td></tr><tr><td>פניצילין/סטרפטומיצין</td><td>Gibco</td><td>15140-122</td><td>לתא חרוזי פוליסטירן בינוניים בתרבית</td></tr><tr><td>( 20 ומיקרו; קוטר מ '); )</td><td>microParticles</td><td></td><td>למדידות שקע AFM</td></tr><tr><td>Pyjibe</td><td>שנכתב על ידי Paul M&uuml; ller https://github.com/AFM-analysis/PyJibe</td><td>0.15.0</td><td>לניתוח ויסקו-אלסטי</td></tr><tr><td>סטריאוסקופ אולימפוס SX10</td><td>אולימפוס</td><td>SX10</td><td>לקטיעות גפיים והרכבת רקמות</td></tr><tr><td>סטריאוסקופ אולימפוס UC90</td><td>אולימפוס</td><td>UC90</td><td>להדמיה</td></tr><tr><td>Vibratome Leica</td><td></td><td>Leica VT 1200S</td><td>לחיתוך רקמות</td></tr></tbody></table>

מיקרוסקופ כוח אטומי מדידות סחוס בגפיים אקסולוטליות שלמות ומתחדשות;

Atomic Force Microscopy Measurements of Cartilage in Intact and Regenerating Axolotl Limbs

באמצעות הפרוטוקול שתואר לעיל, מדדנו את המודולוס לכאורה של יאנג של רקמות גפיים אקסולוטליות סחוניות בתנאים הומיאוסטטיים ("שלמים"), במהלך היסטוליזה מוקדמת של הסחוס, ובשלבי עיבוי סחוס מאוחרים יותר (איור 1A). חקרנו גם את התכונות המכניות של רכיבי השלד באזורים שונים, כולל המרכז והפריפריה שלהם, כפי שניתן לראות בתמונות המתארות את מיקום השלד (איור 1B). כדי להציג את ארכיטקטורת הרקמה ולקשר אותה למדידות קשיחות, מקטעי רקמה רוחביים או גוש הרקמה שבו בוצעו המדידות תוקנו ונצבעו עבור חוטי אקטין וגרעינים עם Alexa Fluor 488 מצומד Phalloidin ו-Hoechst, בהתאמה (איור 1C). בגפיים שלמות, הרדיוס בבירור גדול יותר מהאולנה, אך לשני יסודות השלד הסחוסי יש מורפולוגיה דומה, עם גרעינים עגולים מפוזרים באופן שווה במרכז, מוקפים בטבעת של גרעינים שטוחים המתאימים לפריכונדריה24. בשלב ההיסטוליזה התגלו שינויים דרמטיים בארכיטקטורת הרקמות, עם גרעינים לא מאורגנים ופחות צפופים בתוך יסודות השלד. בשלב עיבוי הסחוס המאוחר יותר, הגרעינים מתארגנים שוב, עם תיחום ברור בין הסחוס החדש שנוצר לבין הרקמות המתחדשות שמסביב. עם זאת, בשלב זה רוב הגרעינים שטוחים, ואין הבדלים מורפולוגיים ברורים בין המרכז לפריפריה.
כאשר נמדדו חתכים רוחביים של שני יסודות השלד הקיימים באזור הזאוגופודיאלי (רדיוס ואולנה), זוהו מודולי יאנג בלתי ניתנים להבחנה בגפיים שלמות, עם ערכים חציוניים של 10.95 ± 11.69 kPa ו-15.71 ±-6.49 kPa, בהתאמה (איור 2D, משמאל), מה שתואם את הדמיון האנטומי ביניהם (איור 1C). באופן מעניין, ניתוח של מרכז סחוס לעומת פריפריה הראה כי בתנאים שלמים, המודולים של יאנג במרכז היו גבוהים יותר מאשר בפריפריה, עם ערכים חציוניים של 16.48 ± 6.86 kPa לעומת 7.53 ± 4.63 kPa, בהתאמה (איור 2E, משמאל). ביום ה-5 לאחר הקטיעה, המקביל לשלב ההיסטוליזה, המודולים של יאנג ברדיוס ובאולנה ירדו במידה ניכרת (0.03 ±-0.02 kPa ו-0.13 ±-0.09 kPa, בהתאמה, איור 2D, מימין), אך גם ההבדלים בין המרכז לפריפריה נעלמו, כאשר המודולים החציוניים של יאנג היו 0.11 ±-0.07 kPa ו-0.27 ±-0.34 kPa, בהתאמה (איור 2Eמימין)., כאשר מנתחים את תכונות הסחוס בשלב התחדשות מאוחר יותר, בזמן שהסחוס מתחיל להתעבות, זוהתה עלייה משמעותית במודולים הנראים לעין של יאנג, שהגיעו לערכי ביניים בין הפאזה השלמה לשלב ההיסטוליטי (0.77 ± 0.29 kPa, איור 2F).
כפי שניתן לראות בעקומות לדוגמה שסופקו (איור 2B), היסטרזה התרחשה בין רוב זוגות עקומות הגישה והנסיגה, מה שמצביע על תגובה ויסקו-אלסטית של הרקמה תחת כוח. בהמשך יצאנו לנתח את התכונות הויסקו-אלסטיות של הרקמות השונות בפירוט רב יותר. מכיוון שמדידות תנודות על פני תדרים מרובים הן גוזלות זמן וקריטיות במידת מה בכל הנוגע לשמירה על שלמות הרקמה, במיוחד בעת מיפוי אזורי רקמה מרובים, השתמשנו בשיטה שפורסמה בעבר על ידי Abuhattum et al. המאפשרת להתאים את חלק הגישה של עקומות מרחק הכוח לפני נסיגה מיידית של הקנטיל26. המודל מבוסס על אלמנטים מודל Kelvin-Voigt Maxwell ויושם בעבר לניתוח התכונות הויסקו-אלסטיות של תאים והידרוג'לים26, כמו גם רקמת הלבלב27. מודולי חציון לא רגוע (שלם: 23.05 kPa, היסטוליזה: 0.20 kPa וסחוס עיבוי: 1.60 kPa) ומודולי יאנג לכאורה (שלם: 17.54 kPa, היסטוליזה: 0.07 kPa וסחוס עיבוי: 1.54 kPa) שמקורם ברקמות בשלבים השונים של התחדשות גילו הבדלים משמעותיים (איור 2G-H). באופן כללי, תגובה אלסטית בעיקר של הרקמות לעיוות נצפתה בקצב העיוות שנבחר, כפי שמשתקף על ידי הדמיון הרב בין מודולי אלסטי לא רגוע ונראה לעין (איור 2G,H). ערכי צמיגות חציונית נראית נמוכים משמעותית התקבלו עבור השלב ההיסטוליטי (0.72 Pa·s) בהשוואה לשלב הסחוס השלם (2.06 Pa·s) והעיבוי (2.32 Pa·s) (איור 2I). כצפוי, המודולים לכאורה של יאנג בניתוח PyJjibe (איור 2H) היו תואמים מאוד לערכים שהתקבלו על-ידי תוכנת עיבוד הנתונים JPK (איור 2F).
לסיכום, האפיון המכני משקף ארגון מחדש דינמי של רקמות בתהליך ההתחדשות. מדידות אלה הן בהתאם לתצפיות האנטומיות, שבהן קשיחות הרקמה פוחתת יחד עם השינויים הנצפים בארכיטקטורת הרקמה (איור 1C) וחוזרת בהדרגה במהלך ההתחדשות.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66946/66946fig01v2.jpg"> איור 1: מדידות הזחה של סחוס הגפיים האקסולוטליות במהלך רגנרציה. (A) ייצוג סכמטי של שלבי התחדשות. הקו המקווקו מציין את האתר המשוער של החתך הרוחבי שנוצר על ידי ויברטומה שבו בוצעו מדידות. (B) תמונות מייצגות של מדידות מרכז (למעלה) ופריפריה (למטה) בסחוס הגפיים. הקצה השחור הוא הקנטילבר. סרגל קנה מידה: 100 מיקרומטר. (C) ארכיטקטורת רקמות בגפיים שלמות (משמאל), רקמה העוברת היסטוליזה (באמצע) וסחוס מעובה (מימין). ירוק: גרעינים (Hoechst), מגנטה: חוטי אקטין (Phalloidin). סרגל קנה מידה: 500 מיקרומטר. C' אזור מוגדל מסומן בחלונית. סרגל קנה מידה: 100 מיקרומטר. רשתות הכניסה בגודל 70 מיקרומטר x 70 מיקרומטר מסומנות בריבועים מנוקדים לבנים (במרכז) וצהובים (פריפריה). בלוחות B ו-C, האותיות R ו-U מציינות את הרדיוס ואת אולנה, בהתאמה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66946/66946fig01largev2.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66946/66946fig2v5.jpg"> איור 2: מדידת קשיחות סחוס במהלך התחדשות גפיים אקסולוטליות באמצעות AFM. (A) סכמות של ניסוי הזחת AFM המוצגות ככוח כפונקציה של זמן (למעלה) וכוח כפונקציה של המרחק בין האינדנדר לדגימה (להלן). עקומות הגישה והפסילה מוצגות בכחול ובאדום, בהתאמה. נקודת המגע מוצגת על-ידי קו מקווקו אנכי שחור. עקומות הזחת הכוח הותאמו לחלק הגישה של העקומה, באמצעות מודל הרץ/סנדון (תוכנת עיבוד נתונים JPK ופיג'יבה) או הרחבת מודל KVM ויסקו-אלסטי בפיג'יבה. (B) עקומות כוח מייצגות ממדידות AFM בגפיים שלמות ומתחדשות במהלך שלבי ההיסטוליזה ועיבוי הסחוס. אחוז העקומות הניתנות לניתוח (כלומר, ללא תוצרים) מצוין בפינה הימנית העליונה של כל עקומה. (C) דוגמאות לממצאים אופייניים בעקומות כניסת כוח, למשל עקב מגע לא תקין של הנכנס עם המשטח. דוגמאות המוצגות מתאימות לגפיים שלמות, אך סוגים מקבילים של ממצאים נצפו בכל התנאים. עבור B-C: עקומות כוח מייצגות הותאמו והוצגו באמצעות פיג'יבה. עקומת הכחול הבהיר מתארת את חלק הגישה של העקומה, והעקומה האדומה בהירה היא חלק הנסיגה. הקו הכחול הכהה יותר הוא ההתאמה של הרץ/סנדון לאינדנטור כדורי. השאריות המתאימות מההתאמה מוצגות להלן עבור עקומות מרחק הכוח התחתונות. השאריות המשורטטות מייצגות את ההבדל בין ערכי ההתאמה לערכי הכוח בפועל. (D) מודולי הרדיוס ומרכזי האולנה של יאנג הנמדדים בגפיים שלמות ועוברים היסטוליזה. (E) מודולי יאנג לכאורה של מרכז סחוס לעומת פריפריה (פרי) בגפיים שלמות ובמהלך היסטוליזה. (F) מודולי יאנג לכאורה שנמדדו עבור מרכז הסחוס בשלבים מנותחים של רגנרציה. עבור D-F: כל נקודה נגזרת מעקומת מרחק כוח אחת שנותחה בהצלחה, ונקודות גדולות יותר מתאימות לערכי החציון לדגימה. המודולים של יאנג הושגו באמצעות התאמת מודל הרץ/סנדון של תוכנת JPK Bruker. (ז-י) מודולוס לא רגוע (G), מודולוס נראה של יאנג (H) וצמיגות נראית (I) מחושב באמצעות PyJibe (הרחבת KVM) ממדידות מרכז הסחוס בשלבי התחדשות מנותחים. כל נקודה נגזרת מעקומת מרחק כוח אחת שנותחה בהצלחה. הקווים תואמים לערכים החציוניים של כל המדידות לכל תנאי. עבור D-I: Kruskal-Wallis עם מבחן ההשוואות המרובות של דאן. אותיות שונות מייצגות תנאים שונים סטטיסטית זה מזה (עמ' &lt; 0.05). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66946/66946fig2v5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>

Mechanical forces provide important signals for normal cell function and pattern formation in developing tissues, and their role has been widely studied ...

atomic-force-microscopy-measurements-cartilage-intact-regenerating

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

כאן אנו מציגים אקוקרדיוגרפיה פרוטוקולים עבור ייבוא תמונות דו-ממדיות ותלת -ממדיים של הלב הפועם של הסלמנדרה אקסולוטל מקסיקני (Ambystoma mexicanum), זן מודל ב לב התחדשות. שיטות אלה מאפשרות האורך הערכה של תפקוד הלב ייתכן ברזולוציה גבוהה.

אקוקרדיוגרפיה מימד ב אקסולוטל מקסיקני (Ambystoma Mexicanum)

מטרה זו של פרוטוקול זה היא לייצר כימאריק axo, עם פלואידי forelimbs נגזר מרקמת תורם Cas9-מוטוניים באמצעות שיטות השתלת רקמות עובריים.

הדור של כימאריק אקאוללס עם הגפיים הספאוזהות באמצעות השתלה עובריים

כתב יד זה מציג פרוטוקולים לגרימת כירורגית מבוקרת פציעות בחוט השדרה החדה בצורה בוטה התחדשות משובי (Ambystoma מקסינום).

החבלה פגיעה בחוט השדרה באמצעות כריתת למינציה מיקרוכירורגית ב הרגנרציה הנרטיבית

אנו מציגים שיטה לחקור שינויים אוסטאופתית מוקדם ברמה התאית בסחוס הפרקולריות באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM).

יישום של מיקרוסקופ כוח אטומי כדי לזהות אוסטיאוארתריטיס מוקדם

מאמר זה מתאר כיצד לבצע שיטה כירורגית לעכב היווצרות אפידרמיס הפצע במהלך התחדשות הגפיים axolotl על ידי תפירת עור בעובי מלא באופן מיידי מעל מישור הקטיעה. שיטה זו מאפשרת לחוקרים לחקור את התפקידים התפקודיים של אפידרמיס הפצע בשלבים המוקדמים של התחדשות הגפיים.

עיכוב של היווצרות אפידרמיס הפצע באמצעות ניתוח דש עור מלא במהלך התחדשות הגפיים Axolotl

אנו מציגים גישה שלב אחר שלב לזיהוי וטיפול בבעיות הנפוצות ביותר הקשורות למיקרו-כניסות במיקרוסקופ כוח אטומי. אנו מדגימים את הבעיות המתעוררות על צמחי סחוס מפרקי אנושיים מקומיים המאופיינים בדרגות שונות של ניוון המונע על ידי אוסטאוארתריטיס.

טיפול בסוגיות מעשיות במיקרו-הזחה מבוססת מיקרוסקופיה של כוח אטומי על צמחי סחוס מפרקיים אנושיים

מוצג פרוטוקול לניתוח אוסטאוטומיה של עצם הירך עם שימוש בקיבוע לוחית פנימית באקסולוטלים בוגרים. ההליך יכול לשמש לביצוע מחקרים השוואתיים על התחדשות גפיים וריפוי שברים בדו-חיים ימיים.

ייצוב אוסטאוטומיה של עצם הירך עם קיבוע פלטה באמביסטומה מקסיקנית

מטרת מחקר זה הייתה לאחד גישה ניתוחית בטוחה וניתנת לשחזור לביצוע כריתה רוחבית מלאה של הלסת התחתונה ב-Ambystoma mexicanum לצורך חקר התחדשות רקמת הקרניופציאלית.

עיצוב וסטנדרטיזציה של מודל פגיעת לסת התחתונה לחקר התחדשות רקמת קרניו-פנים במודל Ambystoma mexicanum

מאמר זה נועד להדריך את הקורא בפעולה של כוח אטומי משולב אופטי מיקרוסקופ הדמיה לגירוי מכני של תאים חיים בתרבות. פרוטוקול צעד אחר צעד מוצג. נתונים נציג קבוצה שמראה תא חי בתגובה לגירוי מכני מוצג.

תגובת תא חי כדי גירוי מכני שנלמדה על ידי מיקרוסקופית כוח משולב אופטי אטומית

הנוקשות של מטריקס תאיים משפיעה התנהגויות רבות של תאים חסיד. קשיחות מטריקס משתנה מרחבית ברחבי רקמה, ועוברת שינוי בתנאי מחלה שונים. כאן אנו לפתח שיטות כדי לאפיין שינויים מרחביים קשיחות ברקמה נורמלית fibrotic ריאות עכבר באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי microindentation.

מיקרו מכונות אפיון רקמת הריאה באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי

חקור את תפקיד האותות המכניים בתהליך הרגנרציה של סחוס בגפיים אקסולוטליים באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי. הפרוטוקול מאפשר מדידה מדויקת של תכונות מכניות לקידום מחקרים מכניסטיים בתחום ההנדסה התרומית.

מיקרוסקופ כוח אטומי מדידות סחוס בגפיים אקסולוטליות שלמות ומתחדשות;

גלה סרטונים נוספים