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방법 논문

Axonal 개발 제어하기 위해 뉴런의 기계 조작

10.3K 조회수

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DOI:

10.3791/2509

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2011년 4월 10일

 ,  , 

이 논문에서

요약

2에서 1,000 사이 microdyne 범위에서 뉴런에 힘을 응용 프로그램의 직접 측정은 눈금 유리 바늘을 사용하여 높은 정밀도로 달성하고 있습니다. 이 방법론은 axonal 개시, axonal 긴장, axonal 연신율의 속도 및 힘 벡터를 포함 axonal 개발의 여러 측면을 제어하고 측정하는 데 사용할 수 있습니다.

초록

의 연결을 axons의 세포 조작 및 확장 10-1000 μdyne 범위 1,2의 병력을 측정하고 적용의 마이크로 섬유 가능 보정 유리로 수행할 수 있습니다. 포스 측정은 직접 경험 방법 3 보정하는 유리 바늘의 굽힘 Hookean의 관찰을 통해 얻을 수 있습니다. , fabricating 보정, 처리하고, 세포에있는 바늘을 사용하는 장비의 요구 사항 및 절차를 완전히 설명되어 있습니다. 무력이 기술은 방법의 유연성을 보여주 적용되었습니다 및 향후 조사 4-6위한 예제로 주어진되는 이전에 사용되며 다른 세포 유형을 정권. 기술적인 장점은 조작에 의해 만들어진 세력의 지속적인 '시각'과 직접적으로 세포 다양한 행사에 개입하는 능력입니다. 뿐만 아니라 분리 및 교양 세포 8 어떤 유형에 기계적 측정, 이들은 직접적인 자극과 axonal 성장과 철회 7 규정을 포함합니다.

프로토콜

1. 유리 바늘 만들기.

  1. 조정 마이크로 니들 풀러는 고체 광선을 닫힌 4 mm 길이 약 테이퍼 팁 바늘을 조작하는 데 사용됩니다. 마찬가지로 긴 유연한 팁 반대로,이 짧은 4mm 길이는 실험 도중 바늘 끝의 진동을 제한합니다. 섬유의 말초 - 대부분의 1mm 직경 2.5 μm의 동안 4mm 섬유의 근위 지역에서, 바늘은 1mm 이내에 15 μm의에 유리 튜브의 직경에서 빠르게 tapers. 우리는 R - 6 유리 모세관, OD 0.9 mm, ID 0.6 mm 8 "길이와 BB - CH 풀러를 사용합니다. 수사관 다른 봄 속성 (다른 길이 또는 즉, 다른 힘 범위, 바늘 측정에 관심이있다면 두께)을 뽑아해야합니다. 각각의 모세관 네 개의 2 "바늘로 가져옵니다. 바늘은 바늘을 가볍게 누르면되는 두개의 모델링 점토 '뱀'으로 160mm 배양 접시를 덮고에 저장됩니다.
  2. 유리 바늘뿐만 아니라 설명이 될 수있는 와이어 바늘은 본질적으로 무력 원하는 측정에 적합한 강성의 굽힘 온천으로 사용 들보 있습니다. 참고 관계없이 구성의 길이의 큐브로 빔 저울의 굽힘 힘. 따라서, 아래에 설명된 보정 단계에 대해, 충분한 강성의 바늘 / 빔은 단축 소량 (예 : 10 % 단축이 강성에서 28 % 증가, 즉 0.9 3 생산)에 의해 stiffer 만들 수....

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토론

세포 세력을 적용하고 측정하는 기술은 오랜 역사 9 있습니다. 우리의 방법은 원래 전동 유압 장치 10 사용하여 일정한 속도로 '견인'뉴런으로 우리와 유사한 유리 바늘을 사용 데니스 브레이의 작품 동기했다. 스테퍼 모터 11, 자석 구슬 12, microfabricated 대들보 13, 유체 흐름 14 : 포함 세포 세력을 적용 다양한 대체 수단이 있습니다. 세포 탐침이 궁극적으로 알려진 강성의 굽힘 빔에 대해 보정한다는 점에서 후자는 우리의 접근 방식과 유사하며 세포 측정 광학 현미경 관찰에 따라 달라집니다. 다른 방법에 비해, 우리의 방법 3의 주요 장점은 동시에 생명 과학학과의 전형적인 장비 (현미경 및 micromanipulators)를 사용하여 μdyne 범위에서 세력을 적용하고 평가할 수있는 능력입니다.

이러한 방법.......

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공개 사항

관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.

감사의 글

우리는 기꺼이이 방법론의 개발에 박사 로버트 E. Buxbaum의 중요한 기여를 인정합니다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
R-6 모세관Drummond Scientific9-000-3111R-6 유리 외경 0.9mm, 내경 0.6 mm, 8"
BB-CH 풀러Mecanex S.A., Geneva, SwitzerlandBB-CH pullerCP=100, PP=10, SP1=1000, SP2=1000 설정의 Mode 4 Alt 사용
0.001" Chromel 와이어Omega Engineering, Inc.SPCH-001-50피복 없음, 열전대 와이어, 50ft 스풀(현재 Chromega로 명명됨)
0.003" Constatan 와이어Omega Engineering, Inc.SPCI-003-50피복 없음, 열전대 와이어, 50 ft 스풀
정밀 핀셋Fine Science Tools91150-20Dumont Inox #5
범용 현미경 붐 스탠드Nikon Instruments76135 또는 90430대부분의 브랜드나 유형의 붐 스탠드 사용 가능
기계식 마이크로매니퓰레이터Narishige InternationalM-1523축 직접 구동 조동 마이크로매니퓰레이터
유압식 마이크로매니퓰레이터Narishige InternationalMO-203현재 MMO-203으로 제공됨, 3축 이동 가능 유형
니들 홀더Leica Microsystems115201453개 세트
단일 기구 홀더Leica Microsystems11520142
이중 기구 홀더Leica Microsystems11520143
기계식 마이크로매니퓰레이터Leica Microsystems39430001포스트 마운트, 프로브 홀더 1개, RH 모델 430001
조이스틱 기계식 마이크로매니퓰레이터Leica Microsystems11520137
Leica DM IRBLeica Microsystems도립 현미경
Vibraplane 제진대Kinetic Systems1200 시리즈사용 모델 1201-02-12
Ringcubator자체 제작 (참고문헌 19 참조)참고문헌 19, 아래 나열된 업데이트된 컨트롤러 필요
프로그래밍 가능 온도 컨트롤러Instrumart.comFuji Electric PXR3단종된 PXV3 온도 컨트롤러 대체품
Nikon Diaphot TMDNikon Instruments도립 현미경, 1980년경 모델
Nikon SMZ-10 양안 해부 현미경Nikon Instruments다른 해부 현미경도 사용 가능

참고문헌

  1. Zheng, J., Buxbaum, R. E., Heidemann, S. R. Measurements of growth cone adhesion to culture surfaces by micromanipulation. J Cell Biol. 127, 2049-2060 (1994).
  2. Chada, S., Lamoureux, P., Buxbaum, R. E., Heidemann, S. R. Cytomechanics of neurite outgrowth from chick brain neurons. <....

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