Name: 高倍率生細胞共焦点蛍光顕微鏡用等二軸延伸装置 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-06-13T13:40:00.000+00:00
Duration: 8 min 41 s
Description: 学ぶ等二軸延伸装置を用いた細胞力学応答の高倍率観察法。ポリジメチルシロキサン膜上で培養した細胞に機械的刺激を与え、共焦点蛍光顕微鏡で生細胞の挙動変化をリアルタイムに解析する革新的アプローチです。

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<ol><li>Huang, L., Mathieu, P. S., Helmke, B. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+stretching+device+for+high-resolution+live-cell+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">A stretching device for high-resolution live-cell imaging.</a> Ann Biomed Eng. 38 (5), 1728-1740 (2010).</li>
<li>Meza, D., Abejar, L., Rubenstein, D. A., Yin, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+shearing-stretching+device+that+can+apply+physiological+fluid+shear+stress+and+cyclic+stretch+concurrently+to+endothelial+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomech.+Eng%22%5BJournal%5D)">A shearing-stretching device that can apply physiological fluid shear stress and cyclic stretch concurrently to endothelial cells.</a> J Biomech. Eng. 138 (3), 4032550(2016).</li>
<li>Constantinou, I., Bastounis, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell-stretching+devices%3A+advances+and+challenges+in+biomedical+research+and+live-cell+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Cell-stretching devices: advances and challenges in biomedical research and live-cell imaging.</a> Trends Biotechnol. 41 (7), 939-950 (2023).</li>
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<li>Kaunas, R., Nguyen, P., Usami, S., Chien, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cooperative+effects+of+Rho+and+mechanical+stretch+on+stress+fiber+organization%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Cooperative effects of Rho and mechanical stretch on stress fiber organization.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 102 (44), 15895-15900 (2005).</li>
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<li>Chu, S. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+stretch+induces+hair+regeneration+through+the+alternative+activation+of+macrophages%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">Mechanical stretch induces hair regeneration through the alternative activation of macrophages.</a> Nat. Commun. 10 (1), 1524(2019).</li>
<li>Le Roux, A. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+mechanochemical+feedback+between+curved+membranes+and+BAR+protein+self-organization%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">Dynamic mechanochemical feedback between curved membranes and BAR protein self-organization.</a> Nat. Commun. 12 (1), 6550(2021).</li>
<li>Kosmalska, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physical+principles+of+membrane+remodelling+during+cell+mechanoadaptation%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">Physical principles of membrane remodelling during cell mechanoadaptation.</a> Nat. Commun. 6 (1), 7292(2015).</li>
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<li>Casares, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydraulic+fracture+during+epithelial+stretching%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Mater%22%5BJournal%5D)">Hydraulic fracture during epithelial stretching.</a> Nat Mater. 14 (3), 343-351 (2015).</li>
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<li>Kechagia, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+laminin-keratin+link+shields+the+nucleus+from+mechanical+deformation+and+signalling%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Mater%22%5BJournal%5D)">The laminin-keratin link shields the nucleus from mechanical deformation and signalling.</a> Nat Mater. 22 (11), 1409-1420 (2023).</li>
<li>Andreu, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+force+loading+rate+drives+cell+mechanosensing+through+both+reinforcement+and+cytoskeletal+softening%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">The force loading rate drives cell mechanosensing through both reinforcement and cytoskeletal softening.</a> Nat. Commun. 12 (1), 4229(2021).</li>
<li>Phuyal, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+strain+stimulates+COPII+-dependent+secretory+trafficking+via+Rac1%5BTitle%5D)+AND+%22EMBO+J%22%5BJournal%5D)">Mechanical strain stimulates COPII -dependent secretory trafficking via Rac1.</a> EMBO J. 41 (18), e110596(2022).</li>
<li>Oria, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Force+loading+explains+spatial+sensing+of+ligands+by+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Force loading explains spatial sensing of ligands by cells.</a> Nature. 552 (7684), 219-224 (2017).</li>
<li>Cole, R. W., Jinadasa, T., Brown, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+and+interpreting+point+spread+functions+to+determine+confocal+microscope+resolution+and+ensure+quality+control%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Measuring and interpreting point spread functions to determine confocal microscope resolution and ensure quality control.</a> Nat Protoc. 6 (12), 1929-1941 (2011).</li>
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<li>Bogdanov, A. M., Kudryavtseva, E. I., Lukyanov, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anti-fading+media+for+live+cell+GFP+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Anti-fading media for live cell GFP imaging.</a> PLoS One. 7 (12), 53004(2012).</li>
<li>Richter, K. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Glyoxal+as+an+alternative+fixative+to+formaldehyde+in+immunostaining+and+super-resolution+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22EMBO+J%22%5BJournal%5D)">Glyoxal as an alternative fixative to formaldehyde in immunostaining and super-resolution microscopy.</a> EMBO J. 37 (1), 139-159 (2018).</li>
<li>Kopek, B. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diverse+protocols+for+correlative+super-resolution+fluorescence+imaging+and+electron+microscopy+of+chemically+fixed+samples%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Diverse protocols for correlative super-resolution fluorescence imaging and electron microscopy of chemically fixed samples.</a> Nat Protoc. 12 (5), 916-946 (2017).</li>
<li>Balachandran, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cyclic+strain+induces+dual-mode+endothelial+to+mesenchymal+transformation+of+the+cardiac+valve%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Cyclic strain induces dual-mode endothelial to mesenchymal transformation of the cardiac valve.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 108 (50), 19943-19948 (2011).</li>
<li>Kamble, H., Barton, M. J., Jun, M., Park, S., Nguyen, N. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+stretching+devices+as+research+tools%3A+Engineering+and+biological+considerations%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Cell stretching devices as research tools: Engineering and biological considerations.</a> Lab Chip. 16 (17), 3193-3203 (2016).</li>
<li>Jorba, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonlinear+elasticity+of+the+lung+extracellular+microenvironment+is+regulated+by+macroscale+tissue+strain%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomater%22%5BJournal%5D)">Nonlinear elasticity of the lung extracellular microenvironment is regulated by macroscale tissue strain.</a> Acta Biomater. 92, 265-276 (2019).</li>
<li>Mayer, C. R., Arsenovic, P. T., Bathula, K., Denis, K. B., Conway, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+3D+printed+stretching+devices+for+imaging+force+transmission+in+live-cells%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Mol+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Characterization of 3D printed stretching devices for imaging force transmission in live-cells.</a> Cell Mol Bioeng. 12 (4), 289-300 (2019).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>アセテートマスク</td><td>JDフォトデータ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>アクリルアミド</td><td>バイオラッド</td><td>161-0140</td><td>40%アクリルアミド溶液</td></tr><tr><td>APSの</td><td>シグマ・アルドリッチ</td><td>A3678</td><td>電気泳動用過硫酸アンモニウム、&ge;98%</td></tr><tr><td>アプテス</td><td>シグマ・アルドリッチ</td><td>281778</td><td>(3-アミノプロピル)トリエトキシシラン</td></tr><tr><td>自律型マイクロ流体ポンプ</td><td>エルヴェフローコバルト</td><td>コバルトデュアル</td><td>コバルトデュアル</td></tr><tr><td>ビサクリルアミド</td><td>バイオラッド</td><td>161-0142</td><td>2%ビス溶液</td></tr><tr><td>刃</td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>11733919</td><td>教訓的なグループ Hoja は aacute;ctica X100 ラメビストーリ滅菌N&°;23&nbsp;ラムド23&nbsp;</td></tr><tr><td>クリップ</td><td>スプリント</td><td>AKXX000001</td><td>ブルドッグクリップ、32mm、金属製、容量10mm、ニッケルメッキ</td></tr><tr><td>コロナ処理機</td><td>電気技術製品</td><td>BD-20AC、SKU:12051A</td><td>BD-20AC実験室用コロナ処理機</td></tr><tr><td>カップ</td><td>VWRの</td><td>611-1368</td><td>VWR, ビーカーカップ、使い捨て、250 mL</td></tr><tr><td>DAPIの</td><td>ロシュ</td><td>10236276001</td><td>DAPI染色</td></tr><tr><td>エタノール 96%</td><td>パンリーク・クイアキュート;マイカ、SLU</td><td>131085-1212</td><td>エタノール 96% v/v para an&aacute;リシス、ACS- 2,5 L</td></tr><tr><td>フィブロネクチン</td><td>シグマ</td><td>F0895</td><td>フィブロネクチン、ヒト血漿由来、液体&nbsp;0.1%</td></tr><tr><td>FluoSpheres カルボン酸修飾マイクロスフェア、0.1 &m</td><td>ライフテクノロジー</td><td>F8801、F8803</td><td>解像度評価用の黄緑色および赤色蛍光ビーズ</td></tr><tr><td>FluoSpheres カルボン酸修飾マイクロスフェア、0.2 &m</td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>F8809、F8810</td><td>ひずみ校正用の黄緑色および赤色蛍光ビーズ</td></tr><tr><td>グルタルアルデヒド</td><td>シグマ・アルドリッチ</td><td>G6403</td><td>H2O</td></tr><tr><td>干渉計</td><td>ヴィーコ&nbsp;</td><td>ワイコNT1100</td><td>PDMS膜の厚さを測定する干渉計</td></tr><tr><td>イソプロパノール</td><td>パンリーク・クイアキュート;マイカ、SLU</td><td>131090-1212&nbsp;</td><td>2-プロパノール (Reag. Ph. Eur.) para an&aacute;リシス、ACS、ISO</td></tr><tr><td>Laitonの体重</td><td></td><td></td><td>カスタムメイド</td></tr><tr><td>糸くずのないティッシュ</td><td>バークシャー</td><td>DURX670、DR670090920</td><td>不織布ワイプ</td></tr><tr><td>潤滑剤(ワセリン)</td><td>シグマ</td><td>16415</td><td>ワセリン</td></tr><tr><td>マスクアライナー</td><td>S&uuml;ss マイクロテック&nbsp;</td><td>MJB4&nbsp;</td><td>PMMAプレート上のフォトリソグラフィー用マスクアライナー</td></tr><tr><td>モウィオール</td><td>カルビオケム - メルク</td><td>475904</td><td>MOWIOL 4-88試薬</td></tr><tr><td>ニコン顕微鏡スピニングディスク共焦点</td><td>ニコン</td><td>エクリプスTi-E/B</td><td>ニコンTi-S-ER&nbspを搭載。舞台</td></tr><tr><td>ニコンマイクロスコープアップライト</td><td>ニコン</td><td>エクリプスNi-E</td><td>ニコンNI-SH-Eステージ搭載</td></tr><tr><td>目標 60倍</td><td>ニコン</td><td>CFI アポ近赤外 60X W</td><td>NIR Apo 60X/1.0w DIC N2 WD 2.8</td></tr><tr><td>PBSソリューション</td><td>ギブコ</td><td>14200067</td><td>DPBS、10倍</td></tr><tr><td>PDMSの</td><td>ダウコーニング</td><td>2401673921</td><td>シルガード - 184 シリコーン エラストマー KIT DN 109</td></tr><tr><td>ペトリ皿リングカバー(大)</td><td>プロキノルテ</td><td>93060</td><td>Plato de cultivo celular TPP SKU: 07177925直径 100</td></tr><tr><td>ペトリ皿リングカバー(小)</td><td>プロキノルテ</td><td>93060</td><td>Plato de cultivo celular TPP SKU: 07177924</td></tr><tr><td>プラズマクリーナー</td><td>ハリック&nbsp;</td><td>PDC-002</td><td>酸素プラズマ発生器</td></tr><tr><td>PMMAプレートとリング</td><td></td><td></td><td>補足資料のExcel仕様表を参照してください</td></tr><tr><td>引き摺る</td><td>インビトロゲン</td><td>P36930 / P36934</td><td>ProLong Gold 退色防止試薬</td></tr><tr><td>リペルシラン</td><td>GEヘルスケア</td><td>17-1332-01</td><td>PlusOne リペル シラン ES</td></tr><tr><td>リング/ラバーリング</td><td>テクニフィル</td><td></td><td>カスタムメイド</td></tr><tr><td>スピンコーター</td><td>月桂樹</td><td>WS-650Sz</td><td>スピンコーター</td></tr><tr><td>SPY650-DNA</td><td>スピロクロム</td><td>サウスカロライナ州501</td><td>SPY650-DNA</td></tr><tr><td>ステアリングスプーン</td><td>VWRの</td><td>231-0416</td><td>エコショート使い捨てスパチュラ、両頭スプーンとスクープ、PP、エコピュア添加剤</td></tr><tr><td>SU8樹脂2100</td><td>マイクロケム</td><td>Y111075</td><td>SU8-2100</td></tr><tr><td>SU8-開発者</td><td>シグマ・アルドリッチ</td><td>484431</td><td>プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート</td></tr><tr><td>テメド</td><td>シグマ・アルドリッチ</td><td>T9281-50MLの</td><td>N,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン、バイオ試薬 suitab。電気泳動試薬</td></tr><tr><td>トリクロロ(1H,1H,2H,2H-パーフルオロオクチル)シラン&nbsp;</td><td>シグマ・アルドリッチ</td><td>448931</td><td>&nbsp;トリクロロ(1H,1H,2H,2H-パーフルオロオクチル)シラン</td></tr><tr><td>ピンセット</td><td>IESMAT(アイスマット)</td><td>T5039&nbsp;</td><td>Dumont HP ピンセット 7 ステンレス鋼。0.17 x 0.10mmの先端。(寒天科学株式会社)</td></tr><tr><td>真空コントローラー</td><td>GARCAP/パーカー</td><td>&nbsp;990-005203-005&nbsp;</td><td>Controlador de vacio&nbsp;</td></tr><tr><td>真空コントローラー fluigent</td><td>流暢</td><td>LU-FEZ-N800</td><td>ラインアップ フロー EZ (n800mbar)</td></tr><tr><td>白いベンチペーパー</td><td>ライマ</td><td>931.1001</td><td>&nbsp;ペーパーライマ 42 x 52</td></tr></tbody></table>

高倍率生細胞共焦点蛍光顕微鏡用等二軸延伸装置

Equibiaxial Stretching Device for High Magnification Live-Cell Confocal Fluorescence Microscopy

キャリブレーションと放射状 得られた菌株の適切な特性評価は、実験の再現性と制御を保証するものです。蛍光ビーズを各サンプルに追加してひずみを正確に記録することもできますが、前のキャリブレーションステップにより、実験者がサンプルに適用したいひずみの大きさを実際の伸張前に知って、実験の適切な計画が保証されます。ひずみは、適用される真空度だけでなく、ストレッチリングの寸法、PDMS組成(1:10とは異なる混合物)、膜の厚さ、およびリングをクランプする前のPDMS膜のプレストレッチによって異なります。したがって、各実験セットアップは個別にキャリブレーションする必要があります。蛍光ビーズの均質な画像を使用し、適用されたさまざまなレベルの真空に対するそれらの信号を記録すると(補足図3Aを参照)、ひずみと適用された真空の検量線を作成できるだけでなく、ひずみの等方性と基板上のその均一性も検証できます。プロトコルのセクション6で説明されているように、これらの画像を記録し、Matlabコードを使用してひずみ計算のために画像を処理することにより、得られたひずみの品質とその再現性を評価でき...

Cells are continuously exposed to mechanical forces in physiological and pathological situations, including a variety of tensile and compressive stresses. ...

equibiaxial-stretching-device-for-high-magnification-live-cell

Research

JoVE Journal

Bioengineering

バイオエンジニアリング（生体工学）

アフリカツメガエル胚上皮は、上皮形態形成時の極性の開発と形状の変化などの細胞の挙動を研究する理想的なモデルシステムです。固定試料の伝統的な組織は、ますます生細胞の共焦点イメージングによって補完されています。ここでは、カエルの組織を分離し、生きた細胞の共焦点顕微鏡を使用して、ライブ上皮細胞とその細胞骨格を可視化する方法を示しています。...

生細胞イメージングとの胚上皮細胞の定量分析アフリカツメガエル</em

我々は、短いDNA分子の機械的性質を探求する一定の力軸光ピンセットの使用を例証します。軸方向にDNAを延伸することによって、私たちは私たちが約100nm限り短くDNA分子を研究できるように、立体障害と、従来の横方向の操作で生じるアーチファクトを最小限に抑えることができます。...

コンスタント·フォース軸光ピンセットを用いたDNAの短い配列を伸ばす

我々は、この資料に複雑な異方性軸の機械的変形に単一細胞応答を調査し、生物学的組織の機械的特性を定量化するために使用することができる新規な延伸プラットフォームを提示する。...

細胞および組織メカノでのアプリケーションのためのプラットフォームをストレッチ小説

新しいイメージングプロトコルは、カスタムモーター駆動の機械式アクチュエータを使用して開発され、生細胞の機械的ひずみに対するリアルタイムの応答の測定を可能にしました。メカノバイオロジーに関連して、このシステムは最大20%のひずみを適用でき、共焦点顕微鏡または原子間力顕微鏡によるほぼリアルタイムのイメージングを可能にします。...

メカニカルストレッチ中のライブセルイメージング

メカノバイオロジー研究のための新しいツールはどのように機械的ストレスを理解に必要な生化学的経路を活性化し、生体反応を引き出します。ここでは、細胞応答の高分解能イメージングをできるようにマイクロ...

マイクロ流体デバイスを用いた機械的刺激と線虫の高解像度イメージング

このペーパーでは、以前に設計したデバイスを使用して接着細胞に機械的ひずみを適用し、再設計された基層ジオメトリと、100x...

一軸引張ひずみ下での生細胞における核動態の高分解能イメージング

ここで提示されるConpokal技術のプロトコルは、共焦点と原子間力顕微鏡を単一の器械のプラットホームに結合する。コンポカルは、同じ細胞、同じ領域、近くの同時共焦点イメージングおよび生きた生物学的サンプルの機械的特性を提供する。...

ライブセル上の近くの同時レーザー走査共焦点と原子間力顕微鏡(コンポカル)

ここで提示される、インタクト組織における超解像ライブ細胞イメージングのためのプロトコルである。我々は、そのネイティブ組織環境で非常に敏感な成体幹細胞集団をイメージングするための条件を標準化しました。この技術は、生きた組織における生物学的現象の直接観察を可能にするために、時間的および空間的分解能のバランスを取ることを含む。...

細胞下構造の超分解能ライブ細胞イメージング

ここでは、in toto光投影断層撮影法、多光子顕微鏡を用いたライブイメージングおよびホールマウント免疫蛍光染色によって得られた、軸方向の伸長およびセグメンテーションの文脈におけるマウス胚の3次元および4次元画像データの視覚化および解析を可能にする計算ツールおよび方法について説明する。...

脊椎動物の軸の伸びとセグメンテーションを研究するための3次元および4次元の可視化と解析アプローチ

超解像顕微鏡は、減数分裂におけるシナプトン複合体内の成分の構成に関する詳細な洞察を提供することができます。ここでは、 カエノラブディティス・エレガンス ・シナプトン複合体の個々のタンパク質を分解するためのプロトコルを示します。...

カエノラブディティス・エレガンス生殖系列内のシナプトン複合体の超解像顕微鏡

ここでは、細胞に対して等方的および一軸のひずみ波形を適用しつつ、基質上で培養を支持し、剛性を調整可能かつタンパク質行列をカスタマイズ可能な新しい装置として紹介します。このシンプルで経済的なプラットフォームにより、研究者は基礎研究から疾患関連の文脈において、機械的な手がかりがどのように細胞機能を調節するかを調査できます。...

in vitro 細胞の伸縮および画像診断のための新しいプラットフォーム

学ぶ等二軸延伸装置を用いた細胞力学応答の高倍率観察法。ポリジメチルシロキサン膜上で培養した細胞に機械的刺激を与え、共焦点蛍光顕微鏡で生細胞の挙動変化をリアルタイムに解析する革新的アプローチです。

高倍率生細胞共焦点蛍光顕微鏡用等二軸延伸装置

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