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研究干细胞机械转导:现在3D

研究人员使用硬度梯度水凝胶为干细胞创建了一个3D环境。AFM模量测量有助于确定细胞和核体积以及机械敏感反应之间的相关性。

制造工艺示意图;光学相干弹性模量图;水凝胶模量和孔径与样品位置的关系图。

机械手机,其中细胞响应电化学对机械提示,对于从疾病到听觉感的过程是必要的。虽然最重要的是细胞生物学实验使用二维几何,机械转导行为在三维-细胞的真实状态体内-Can在2D中的不同之处。

为了探索这个问题,由西澳大利亚大学的研究人员领导的团队使用了甲基丙烯酰基(Gelma)水凝胶,其刚度可以通过UV聚合改变。AFM模量测量验证样品在生理相关值(5-38kPa)上具有线性刚度梯度。

研究人员封装了脂肪衍生的干细胞水凝胶并研究了它们的形态和对机械敏感蛋白的反应。较硬的区域显示较小的核和细胞体积,并减少机械转导,包括蛋白表达和定位。在更加顺从的地区,这种趋势发生了逆转。

这些结果表明,体积对刚度的适应在三维机械转导中起着重要作用。他们还强调了需要进一步的3D研究,以更好地理解机械敏感反应体内

细胞体积和YAP核/细胞质定位比与硬度的关系图,以及由此产生的核/细胞YAP对细胞体积的依赖;细胞在不同硬度环境下的免疫荧光图像。

仪器使用

MFP-3D

技术使用

测定水凝胶刚度力曲线技术在一个MFP-3D AFM。使用含有金涂覆的金字塔形尖端的悬臂浸入磷酸盐缓冲盐(PBS)溶液中的水凝胶进行测量。MFP-3DS以低价格点提供最高性能和最低噪声力测量。通过Asylum的内置分析软件简化了确定杨氏模量的数据拟合。对于这种结合AFM和光学显微镜的生物科学实验,诸如这些实验,MFP-3D生物提供具有无与伦比的性能的集成平台。

引用:L.主要,A. Holle,J. Young等人。,体积适应控制干细胞机械调节。ACS达成。板牙。接口1145520(2019)。https://doi.org/10.1021/acsami.9b19770

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