鲁墨细胞牵引力培养系统

鲁墨细胞牵引力培养系统

鲁墨细胞牵引力培养系统可模拟生物体内机械张力,为细胞提供牵引力,实现牵引力仿生培养。

研究表明,许多常见生理活动,如心跳、肺呼吸、血管血流、体育锻炼等,均会对细胞产生机械力学刺激,影响了细胞的生长、衰老、死亡、迁移和分化等,因此对细胞力学的研究已经引发越来越多的关注。细胞通过力转导过程对所处微环境中的力学刺激信号作出响应,拉伸已被证实对细胞行为具有显著影响。

例如内皮祖细胞( Endothelial cells,EPCs) 在血管内受到脉动压的循环拉伸,在血管损伤后的血管修复和再内皮化中起着重要作用,为了探究循环拉伸在 EPCs 代谢重编程,特别是其血管归巢和修复中的作用机制,Han等[1]对EPCs施加幅度为10%,频率为1 Hz的周期拉伸,结果显示循环拉伸能促使线粒体伸长并增强其氧化磷酸化程度以及ATP的产生,进而显著促进其血管黏附和内皮分化。

来自Magdalena Zernicka-Goetz实验室的研究首次揭示极滋养层细胞是胚胎外胚层细胞形态发生的关键调节因子。在小鼠胚胎中,极滋养层细胞对胚胎外胚层细胞施加力,使外胚层细胞从椭圆状变为杯状,而在人类胚胎中,极滋养层细胞则施加拉伸力。在小鼠胚胎发生中模拟该种拉伸力,可以使小鼠胚胎形成类似于人类胚胎的盘状结构[2]。

此外,细胞力学也可应用于机械力学异常相关疾病中的研究中,比如骨关节炎(OA)是最常见的关节疾病,OA 是一种多因素疾病,其中衰老和肥胖是最突出的因素,这与细胞衰老和异常机械条件的参与有关。多项研究表明,适当的机械刺激对软骨细胞代谢具有保护作用,相反,过度的机械刺激会导致软骨细胞的分解代谢,并加速软骨基质的降解。研究发现,Zmpste24(一种锌金属蛋白酶)过表达后,20%的过度机械拉伸诱导的软骨变性和衰老得到明显恢复,同时对核膜染色发现,核膜更稳定,细胞对过度机械拉伸的耐受性更强,Zmpste24 的过表达挽救了过度机械拉伸诱导的核不稳定性、软骨细胞变性和衰老[3],未来,可以探索除基因编辑疗法外的其他方法来稳定核膜,从而为机械力学异常相关疾病提供更多的治疗选择。

鲁墨细胞牵引力培养系统

1.工作原理简介

①在弹性基底膜底部,利用泵抽真空产生负压,使膜发生形变,进而膜上的贴壁细胞随膜的形变发生伸长,实现细胞的拉伸加载的力学刺激;

②膜的形变量可通过设备的软件控制系统进行调节,形变量与负压的大小成正相关。

2.系统组成

3.耗材种类:

3.1设备耗材

①耗材种类:

处理过的一次性细胞培养皿

未经处理的一次性细胞培养皿(需用户自己根据需求包被处理)

居中器(316L不锈钢材质,可重复使用)

②一次性耗材特点:

无菌独立包装,方便取用

培养皿规格:100mm圆形培养皿

③耗材灭菌:

一次性耗材采用辐照灭菌,保证培养皿的无菌性

居中器采用121℃湿热灭菌(需用户自行操作)

4.产品特点:

1. 每个培养单元孔面积28cm2,可收获大量细胞,利于后期实验分析;

2.6个培养单元孔可独立控制,同时进行多组实验;

6个培养空单元 ,单孔培养面积28cm2

3. 实现单孔细胞静态不受力的对照实验

4. 实现贴壁细胞的静态、周期性拉伸实验

5.波形种类繁多,包括正弦波、半正弦波、方形波……,且波形可调控

6. 可与本公司研发的活细胞显微成像系统联合使用,在整个细胞实验周期内,实时在线观测记录细胞生长情况

7 一次性耗材独立包装,细胞培养体系气密性好,降低污染

5.应用领域

5.1可用于贴壁细胞的拉伸力培养,下图细胞可以用于该系统的力学检测

5.2可与Transwell小室联合使用,用于研究细胞的迁移、侵袭、增殖、细胞与胞外基质的相互作用、细胞间信号传递等生物学功能机制与力学刺激的关系,与多厂家的Transwell小室皿兼容,如康宁、耐思等。

[1] HAN Y, YAN J, LI ZY, et al. Cyclic stretch promotesvascular homing of endothelial progenitor cells via Acsl1regulation of mitochondrial fatty acid oxidation [ J]. ProcNatl Acad Sci, 2023, 120(6): e2219630120.

[2]Weberling A, Zernicka-Goetz M. Trophectoderm mechanics direct epiblast shape upon embryo implantation. Cell Rep. 2021 Jan 19;34(3):108655. doi: 10.1016/j.celrep.2020.108655.

[3] Kong K, Jin M, Zhao C, Qiao H, Chen X, Li B, Rong K, Zhang P, Shan Y, Xu Z, Chang Y, Li H, Zhai Z. Mechanical overloading leads to chondrocyte degeneration and senescence via Zmpste24-mediated nuclear membrane instability. iScience. 2023 Oct 4;26(11):108119. doi: 10.1016/j.isci.2023.108119.

浙江鲁墨科学仪器有限公司

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