产品名称:使用SENSOCELL 光镊研究细胞膜机械感受器动力学和机械敏感离子通道活性
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细胞膜的机械感受器:珠子粘附和系绳拉力测定。

机械感受器或机械敏感细胞膜受体(例如整合素)是细胞间、细胞-ECM 粘附或细胞迁移等细胞过程的关键,而机械敏感离子通道则调节细胞对外部机械刺激的反应。使用SENSOCELL 光镊可以以直接、对的方式研究此类过程中涉及的动力学和生物力。

机械感受器和机械敏感离子通道活动

通过直接在细胞膜上施加和测量力或捕获粘附在细胞膜上的功能化微球,使用SENSOCELL 光镊研究细胞膜机械感受器动力学和机械敏感离子通道活性。高时间分辨率下的实时珠细胞粘附力读数将使您了解控制细胞-ECM 相互作用或细胞迁移过程的跨膜机械感受器的动力学。凭借其广泛而的光学捕获功能,SENSOCELL 是机械刺激细胞膜和研究细胞内机械敏感离子通道活性的理想解决方案,特别是当该系统与转盘共聚焦显微镜等高速荧光成像相结合时。

应用示例 1.膜系绳牵引:线虫培养神经元局部细胞膜张力梯度下的 Ca 2+离子通道活性。

应用示例2.酵母细胞上的 细胞珠粘附力。使用自动陷阱运动例程测量结合力。

神经元局部细胞膜张力梯度下Ca 2+离子通道活性

由Michael Krieg 实验室(ICFO)提供。

该应用示例取自光子科学研究所 (ICFO) 神经光子学和机械系统生物学实验室的一项工作。在这项工作中,作者研究了负责秀丽隐杆线虫本体感觉的力学、分子和神经元,以深入了解机械感觉如何将轨道轨迹塑造成明确的限环。作者发现,在体内和体外实验中,本体感受器(对身体运动和位置做出反应的感觉机械感受器)在压缩应力下都会被激活。

在体外实验中,作者使用 SENSOCELL 光学捕获微球并从分离的 DVA 神经元轴突中挤出膜系链。为此,作者使用我们的LightAce 软件 SDK编写了自定义拉动例程,以控制每个后续系绳拉动步骤的珠子位移和拉动速度,范围为 5 至 80 μm/s(请参阅此处有关系绳拉动例程的更多信息)。通过这种方式,他们可以对孤立的轴突应用正负张力梯度,并同时使用共焦显微镜对所得的 Ca 2+离子通道活动进行成像。

从这些实验中,作者观察到Ca 2+信号的增量优先发生在系绳拉力-距离曲线的松弛阶段,这表明负张力梯度可以诱导神经元活动,类似于体内轴突压缩测试。

图1动态光捕获测定中的DVA神经元Ca 2+离子通道活性。比例尺 = 5μm。采集频率为 10Hz。

通过动态细胞珠结合测定测量细胞膜粘附力

可以使用 SENSOCELL 光镊以直接和简单的方式研究细胞膜粘附动力学,使用陷阱运动(周期性振荡或轨迹)的自动化程序,同时以直接和对的方式测量粘附力使用带有感兴趣分子的功能化珠子,并开始使用 SENSOCELL 破译样品细胞的细胞膜粘附机制!

使用酵母细胞和聚苯乙烯 3μm 珠进行动态细胞珠粘附力测定的视频。绘图显示了力与珠位置的关系。正向力表示珠子正在推动细胞,而负向力表示拉动阶段。显示了几个结合事件(分离后力跳回零)。

相关出版物:

Ravi Das、 Li-Chun Lin、 Frederic Català-Castro、 Nawaphat Malaiwong、 Neus Sanfeliu、 Montserrat Porta-de-la-Riva、 Aleksandra Pidde、 Michael Krieg。“An asymmetric mechanical code ciphers curvature-dependent proprioceptor activity” 科学进展 2021 年 9 月 17 日, 7 卷, 38 期DOI:10.1126/sciadv.abg4617

Ion Andreu、Bryan Falcones、Sebastian Hurst、Nimesh Chahare、Xarxa Quiroga、Anabel-Lise Le Roux、Zanetta Kechagia、Amy EM Beedle、Alberto Elósegui-Artola、Xavier Trepat、Ramon Farré、Timo Betz、Isaac Almendros、Pere Roca-Cusachs。“The force loading rate drives cell mechanosensing through both reinforcement and fluidization” Nature Communications 12, 4229 (2021) https://doi.org/10.1038/s41467-021-24383-3