Name: 순환 Uniaxial 스트레인을 사용하여 줄기 세포의 기계적 자극 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-07-29T00:00:00.000+00:00
Duration: 25 min 12 s
Description: 학습하세요 줄기 세포의 기계적 자극 방법을 순환 단축 변형을 이용하여 생체공학 및 재생의학 연구에 활용하세요. 맞춤형 생물반응기와 미세패턴 기질을 사용하여 세포 분화 및 증식에 미치는 영향을 탐구합니다.

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주 0 - 실험 하루 전에 살균 <ol><li> 플라스틱 욕조에 재료를 넣고 2 시간 동안 70 % 알코올로 소독 : <ul><li> 챔버스 </li><li> 뚜껑 </li><li> 프레임 (전체 3 개) </li><li> 나사 </li><li> 고무 가스켓 </li><li> 집게 </li><li> 가위 </li><li> 헥스 렌치 </li></ul></li><li> Aquet 비누와 증류수로 깨끗이 세포막. </li><li> 10 분 70 % 알콜에 세포막을 Sonicate. </li><li> 플라스틱 사각 접시에 깨끗한 세포막을 놓으십시오. 패턴 세포막을 사용하는 경우, 패턴 측면이 (막의 한쪽에 스프레이 알코올과 홈을 실행할 수있는 액체에 대한보고)까지 얼굴 있는지 확인합니다. </li><li> 2 시간 동안 70 %의 알코올로 덮여 세포막을 둡니다. </li><li> 내일 아침 autoclaving 위해 알루미늄 호일로 패키지 장갑. </li><li> 내일 autoclaving 위해 증류수 2 % (중량 / 부피) 젤라틴 솔루션 (2g/100mL)합니다. </li><li> 70 % 알콜에 2 시간 살균 후, 야간 자외선에 대한 후드로 모든 폴리머 재료와 세포막을 (비 autoclavable 소재) 장소 : <ul><li> 챔버스 </li><li> 뚜껑 </li><li> 프레임 (전체 3 개) </li><li> 세포막 </li></ul></li><li> autoclavable 가방에 나머지 재료를 패키지 : <ul><li> 나사 </li><li> 고무 가스켓 </li><li> 집게 </li><li> 가위 </li><li> 헥스 렌치 </li></ul></li></ol> 1 일 - 스트레치 챔버스 조립 <ol><li> 압력솥의 집게, 가위 20 분 총 240 ° F에서 작은 압력솥을 사용 헥스 렌치, 나사, 가스켓, 장갑, 그리고 젤라틴 </li><li> UV에서 세포막을 제거하고 ~ 1 분 O 2 플라즈마 (최대 패턴 사이드)로 처리합니다. </li><li> TC 후드에 젤라틴과 플라즈마 처리 세포막의 패턴 영역을 커버. 자외선을 쬐면 분 동안 코트 30. </li><li> PBS 2X 각 막 씻으십시오. 2 세척 후, 실에 쉽게 조립, 그들이 미끄러 유지하는 세포막의 일부 PBS 두십시오. (또한 쉽게 조립을위한 가스켓에 기름칠이 PBS를 사용한다). </li><li> (조립 중 autoclaved 장갑을 착용) 회의소로 세포막을 조립 <ol><li> 하나의 나사를 사용하여 프레임의 두 가지 주요 부분을 연결합니다. </li><li> 프레임을 뒤집어하고 프레임쪽으로 젤라틴 코팅 사이드 얼굴 (패턴 부분은 중앙에 있어야합니다) 그래서 위에 막 놓으십시오. </li><li> 양쪽에 가스켓을 사용하여 프레임에 멤브레인를 고정합니다. </li><li> 부드러운 사용에 가스켓을 누르면, 심지어 압력 때문에 같은 멤브레인 해낼 수 없습니다. </li></ol></li><li> T - 바에 조립 프레임을 연결합니다. </li><li> 거꾸로 챔버에 프레임과 장소를 뒤집기. 30 분 프레임과 막의 UV 백 사이드 </li><li> 다시 프레임을 플립, 그리고 회의소 (제어 챔버에 대한 변화하지만, 스트레치 챔버 들어, 챔버 하단 프레임의 끝 부분을 연결하는 두 개의 나사를 사용해야합니다, 그리고 단일 나사를 제거할 필요로 나사 ) 함께 프레임의 두 가지를 들고. 30 분 UV 프론트 사이드. 점막이 다음 단계로 진행하기 전에 완전히 말랐어요, 또는 다른 세포 솔루션 시딩 동안 벗어 버리는 수 있는지 확인하십시오. </li><li> 종자 세포. 3 세포막 1 판 = 지역의 지역은 너무 막 당 합류 접시의 1 / 3을 사용합니다. 멤브레인 당 세포 솔루션 1 ML을 사용합니다. 1.5mL보다 더 솔루션을 계속하기 어려운 것입니다. 전용 패턴 영역에 셀 솔루션을 넣어, 그리고 주변의 솔루션을 보급하기 위해 피펫 팁을 사용합니다. 실 커버하고 세포 후드 30 분만에 RT를 위해 첨부하자. </li><li> 인큐베이터에 방을 이동하며 세포는 1 개 시간 동안 부착하자. 셀 솔루션 벗어 버리는시키는 피하기 위해 회의소 이동 아주 조심해야! 솔루션은이 시점에서 굴러 떨어지면 챔버의 세포 생활이 엉망이 될 것입니다. </li><li> 후드로 챔버를 반환 20 ML 미디어를 추가합니다. </li><li> 알루미늄 호일 (또한 알코올과 물을 뿌리)으로 덮여있다 알코올 세척 욕조에 플레이스 실. 배양기를 (10 % CO 2) 운동 실 이동합니다. </li><li> 스트레치 머신에 보안 실. 세포가 더 이상 야간 첨부하고, 다음날에 스트레치를 시작하자. (참고 : 스트레치 머신에 실 퍼팅 때, 챔버 스를 배치하기 전에 &quot;제로&quot;위치에 컴퓨터를 잠금 다음 기어 주변의 고무 밴드를 조이는 데 기억 시스템을 시작하기 전에 기어 잠금을 해제하는 것을 잊지 마십시오.). </li></ol>

<ol><li>Banes, A. J., Gilbert, J., Taylor, D., Monbureau, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+vacuum-operated+stress-providing+instrument+that+applies+static+or+variable+duration+cyclic+tension+or+compression+to+cells+in+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cell+Sci%22%5BJournal%5D)">A new vacuum-operated stress-providing instrument that applies static or variable duration cyclic tension or compression to cells in vitro.</a> J Cell Sci. 75, 35-42 (1985).</li>
<li>Park, J. S., Chu, J. S., Cheng, C., Chen, F., Chen, D., Li, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+effects+of+equiaxial+and+uniaxial+strain+on+mesenchymal+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Differential effects of equiaxial and uniaxial strain on mesenchymal stem cells.</a> Biotechnol. Bioeng. 88, 359-368 (2004).</li>
<li>Kurpinski, K., Chu, J., Hashi, C., Li, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anisotropic+mechanosensing+by+mesenchymal+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Anisotropic mechanosensing by mesenchymal stem cells.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 103, 16095-16100 (2006).</li>
</ol>

베인스 외. 첫 번째 셀 1 기계적 힘을 전달하기 위해 유연하고 탄성 기판을 사용하여 체외에서 세포의 기계적 자극에 대한 시스템의 사용을보고했다. 이 시간 이후로,이 디자인에 많은 변화가 잉태하여 이용하고 있습니다. 일부 실험실 사용자 정의 - 기본 장치를 사용하는 동안 여러 기계 스트레치 시스템은 이름 &quot;Flexercell&quot;(Flexcell 국제 주식 회사)에서 상업적으로 사용할 수 있습니다. 이 비디오 프로토콜에서는 우리가 실험실에서 하나의 장치의 설치 및 사용을 설명합니다. 이 프로토콜에 묘사된 맞춤식 &quot;스트레치 머신은&quot;다른 세포 유형의 2,3에 uniaxial 순환 스트레인의 효과를 조사하기 위해 여러 연구에서 사용되고 있습니다. 이 기계는 기계적 스트레인 연구의 다양한 사용할 수 몇 가지 조정 매개 변수를 가진 다목적 기기입니다. 여기에 묘사된 설치 문화 자기편 세포 uniaxial 순환 변형을 제공하는 독특하고 강력한 방법을 나타냅니다.

미디어 참고 : 이러한 uniaxial 스트레치 실험은 생물 반응기 설정의 복잡으로 인해 오염하는 경향이 있습니다. 이것을 방지하기 위해, 우리는 항생제와 antifungal 대리인의 다양한 조합을 시도했습니다. 항생제의 조합과 함께 일반적으로 필요한 1 % fungizone. 어느 펜 / Strep 조합을 사용하거나 (하지만 내성 돌연변이 세균을 초래할 수 있으므로 함께 조합 / 칵테일 세이나 항생제를 사용하려고하지 않으며, 또한 세포에 해로운 수) Kanamycin과 Gentamicin의 조합을 사용 .

순환 uniaxial 스트레인을 사용하여 줄기 세포의 기계적 자극

Mechanical Stimulation of Stem Cells Using Cyclic Uniaxial Strain

생물 학적 조직의 개발 및 유지 보수의 기계 군대의 역할은 물론 같은 뼈 리모델링, 근육 비대 및 평활근 세포 소성과 같은 몇 가지 기계 규제 현상을 포함하여 문서화되어있다. 그러나, 참여 세력은 종종 모니터링하고 생체내 제어하기가 매우 복잡하고 어렵습니다. 더 나은 세포에 기계적 세력의 영향을 조사하기 위해, 우리는 탄성 점막에 교양 자기편 세포 uniaxial 순환 인장 응력을 적용하기위한 체외 방식에을 개발했습니다. 이 방법은 원하는 힘을 적용하는 전동 캠 - 로터 시스템 맞춤 설계 생물 반응기를 활용합니다. 여기서 우리는 변형의 방향과 동양 세포 micropatterned의 지형을 가진 실리콘 막,이 경우를 포함하여 각 &quot;스트레치 챔버 &#39;의 다양한 구성 요소를 조립하는 방법을 보여주는 단계별 비디오 프로토콜을 제시한다. 우리는 또한, 챔버 스를 살균 막에 세포를 심는 생물 반응기에 챔버를 래치와 기계 매개 변수 (예 : 크기와 변형의 속도) 조정 절차를 설명합니다. 이 특정 프로토콜에 설명된 절차는 변형의 방향에 평행 방향으로 10 μm의 다양한 채널로 실리콘 점막에 인간 mesenchymal 줄기 세포을 심는 특정 있습니다. 그러나, 방법이 시스템의 제공 자료가이 주제에 대한 유사 콘텐츠 수를 수용할 수있을만큼 유연 : 변형 속도, 크기, 기간, 세포 유형, 멤브레인 지형, 막 코팅 등 모든 원하는 응용 프로그램 또는 맞출 수 결과. 이것은 체외에서 세포에 적용 uniaxial 인장 변형의 영향을 조사하는 강력한 방법입니다.

그것은 널리 본문에 기계적 세력 세포 분화와 증식에 영향을 미칠 수 있음을 이해합니다. 여기 유연한 micropatterned 기판에 교양 세포를 막기 위해 uniaxial 순환 인장 응력을 제공하는 맞춤식 생물 반응기의 사용을 보여주는 비디오 프로토콜을 제시한다.

순환 Uniaxial 스트레인을 사용하여 줄기 세포의 기계적 자극

생물학적 조직의 발달 및 유지에 있어 기계적 힘의 역할은 여러 기계적 조절 기전을 포함하여 잘 문서화되어 있으며...

안녕하세요, 저는 Song Li입니다. UC Berkeley 생명공학과(Department of Bio Engineering)의 부교수입니다. 그리고 저는 Kyle Kapinsky이며, 마찬가지로 UC Berkeley 생명공학과의 박사 과정 후보생입니다.오늘은 주기적 단축 변형(cyclic UNI axial strain)을 이용한 줄기세포의 기계적 자극 프로토콜을 소개하겠습니다. 저희 연구실의 연구는 세포 및 조직 공학, 특히 심혈관계에 집중하고 있습니다. 줄기세포의 기계 생물학적 특성에는 몇 가지 잠재적인 응용 분야가 있기 때문에 저희는 이에 관심을 두고 있습니다.첫째로, 배아 발달과 같은 발달 과정에 기계적 요인이 미치는 영향을 이해하고자 합니다. 둘째로, in vitro 또는 장 내 반응에서 줄기세포 분화를 제어하는 것에 관심이 있습니다. 셋째로, 예를 들어 이식 후와 같이 in vivo에서 줄기세포가 심혈관 기계적 요인에 어떻게 반응하는지에 대해 연구하고자 합니다.이 모든 사항을 조사하기 위해, 저희는 탄성 막 위에 세포를 파종한 후 정해진 시간, 변형률 및 변형률 속도에 따라 이 막을 축 방향으로 신장시킬 수 있도록 맞춤 설계된 바이오리액터를 사용합니다. 이제 이 프로토콜을 설정하는 데 필요한 모든 과정을 단계별로 안내해 드리겠습니다. 실험실용 세제나 일반 세제를 사용하여 막의 양면에 비누를 묻히고 충분히 문질러 닦아내십시오. 이는 막 위에 남아 있을 수 있는 파편이나 세포 성장에 방해가 될 수 있는 모든 이물질을 제거하기 위함입니다.그리고 이것을 수작업으로 진행합니다. 양쪽 모두 충분히 세척되었다고 판단되면, 다시 한번 물로 헹굽니다. 그 후, 완전히 멸균되었는지 확인하고 미세 입자들을 모두 제거하고자 합니다.이제 이 멤브레인을 70% alcohol이 담긴 비커에 넣겠습니다. 멤브레인이 완전히 잠기도록 넣어줍니다. 그다음 비커 전체를 초음파 세척기에 넣고 10분 동안 초음파 처리합니다.이제 마이크로패턴 멤브레인을 사각 디쉬에 담았으므로, 패턴 면이 실제로 위를 향하고 있는지 확인하고자 합니다. 알코올이 담긴 분무기로 이 멤브레인의 윗면을 분사하겠습니다. 그러면 액체가 흘러내리면서 홈들이 보일 것입니다.따라서 패턴 면이 위를 향하고 있으며 올바른 방향으로 놓였음을 확인할 수 있습니다. 이제 밤새 진행하는 UV 단계를 마쳤으며, 챔버와 챔버용 프레임, 그리고 멤브레인 자체가 모두 후드 안에 있으며 밤새

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Research

연구

JoVE Journal

Biology

생물학

chondrocytes의 연골 성의 세포 외 기질의 생합성은 기계적 자극의 응용 프로그램에 의해 영향을받을 수 있습니다. 이 방법은 3D 구조와 chondrocyte 신진 대사를 유도 변화의 평가에 캡슐화 chondrocytes에 동적 압축 변종을 적용하는 기술에 대해 설명합니다.

Chondrocyte - 아가로 오스 Hydrogels의 기계적 자극

이 원고는 단방향 스트레칭을 사용하여 부착 세포 나 조직에 힘을 적용하거나 해제하는 방법을 제시한다.

PDMS 막에 마이크로 패턴 세포를 스트레칭

우리는이 문서에서 복잡한 이방성 축 기계적 변형에 하나의 세포 반응을 조사하고 생체 조직의 기계적 특성을 정량화하는 데 사용할 수있는 새로운 스트레칭 플랫폼을 제시한다.

세포와 조직 Mechanobiology의 응용 프로그램에 대한 새로운 스트레칭 플랫폼

살아있는 세포의 기계적 변형률에 대한 실시간 반응을 측정할 수 있도록 맞춤형 모터 구동 기계식 액추에이터를 사용하여 새로운 이미징 프로토콜이 개발되었습니다. 기계생물학과 관련된 이 시스템은 컨포칼 또는 원자력 현미경으로 거의 실시간 이미징을 허용하면서 최대 20%까지 균주를 적용할 수 있습니다.

기계 스트레치 동안 라이브 세포 이미징

이 문서는 조직 공학에 대 한 셀 정렬을 조절 하는 동심 셀-라덴 히드로에 연속 되지 않은 그라데이션 정적 긴장을 제공 하는 간단한 방법을 소개 합니다.

그라데이션 변형 칩 셀 라덴 히드로에 자극 세포 행동에 대 한

여기 선물이 심장 생리학을 모방 하는 전기 및 기계적 자극을 사용 하 여 셀 인구를 교육 하기 위한 프로토콜. 이 전기 자극 치료 세포의 cardiomyogenic 잠재력을 강화 하 고 더 세포 치료, 질병 모델링 및 의약품 심사를 위한 유망한 전략 이다.

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Generation of induced pluripotent stem cell-derived iTenocytes via combined scleraxis overexpression and 2D Uniaxial tension(공막 과발현 및 2D 단축 장력 결합을 통한 유도만능줄기세포 유래 iTenocytes 생성)

여기서는 등방성 및 단축 변형 파형을 세포에 적용하면서 조절 가능한 강성과 맞춤형 단백질 매트릭스를 가진 기질에서 배양을 지원하는 새로운 장치를 소개합니다. 이 간단하고 경제적인 플랫폼 덕분에 연구자들은 기초 연구와 질병 관련 맥락에서 기계적 단서가 세포 기능을 어떻게 조절하는지 조사할 수 있습니다.

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Murine 배아 줄기 세포로부터 조혈 줄기 세포의 유도

학습하세요 줄기 세포의 기계적 자극 방법을 순환 단축 변형을 이용하여 생체공학 및 재생의학 연구에 활용하세요. 맞춤형 생물반응기와 미세패턴 기질을 사용하여 세포 분화 및 증식에 미치는 영향을 탐구합니다.

순환 Uniaxial 스트레인을 사용하여 줄기 세포의 기계적 자극

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