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Date:
2017-01-05
[Abstract] Hydrogel systems composed of purified extracellular matrix (ECM) components (such as collagen, fibrin, Matrigel, and methylcellulose) are a mainstay of cell and molecular biology research. They are used extensively in many applications including tissue regeneration platforms, studying organ development, and pathological disease models such as cancer. Both the biochemical and biomechanical properties influence cellular and tissue compatibility, and these properties are altered in pathological disease progression (Cox and Erler, 2011; Bonnans et al., 2014). The use of cell-embedded hydrogels in disease models such as cancer, allow the interrogation of cell-induced changes in the biomechanics of the microenvironment (Madsen et al., 2015). Here we report a simple method to ...
[摘要] 由纯化的细胞外基质（ECM）组分（如胶原，纤维蛋白，Matrigel和甲基纤维素）组成的水凝胶系统是细胞和分子生物学研究的支柱。它们广泛用于许多应用，包括组织再生平台，研究器官发育和病理疾病模型如癌症。生物化学和生物力学性质都影响细胞和组织相容性，并且这些性质在病理疾病进展中发生改变（Cox和Erler，2011; Bonnans等人，2014）。在诸如癌症的疾病模型中使用细胞嵌入的水凝胶允许询问细胞诱导的微环境生物力学变化（Madsen等人，2015）。在这里，我们报告一种使用受控应变旋转流变仪测量这些细胞诱导的体外变化的简单方法。
背景 纤维化和实体瘤伴随着其天然组织的病理重塑（Cox和Erler，2011; Bonnans等人，2014）。在两种病理状况下，局部组织环境经历物理化学和生物学变化，导致组织刚度（弹性模量）增加（Humphrey等人，2014）。增强的组织/基质调节导致细胞行为改变，细胞形态，分化状态，增殖，迁移和干性的机械信号。在癌症的临床前动物模型中，这些变化可以驱动恶性进展和转移性扩散（Bonnans等人，2014）。不足为奇的是，靶基质硬化近年来受到了极大的关注，几项临床试验已经开始（Kai等人，2016）。
＆nbsp;基质组分的弹性和机械性能可以使用原子力显微镜（AFM）进行检查，原子力显微镜（AFM）是一种提供纳米分辨率并以picoNewton分辨率同时测量施加力的技术（Kasas和Dietler，2008）。然而，AFM不适用于理解较大的3D矩阵的弹性特性。使用剪切流变学可以更精确地检查体积3D矩阵的机械性能（Picout和Ross-Murphy，2003）。流变学是研究当施加力时材料如何变形。因此，将剪切应力施加到3D矩阵可以确定体积3D矩阵的弹性模量（刚度）。在该方案中，我们描述了一种通过剪切流变学测量细胞诱导的与癌相关成纤维细胞嵌入的水凝胶的基质刚度变化的方法。 ...
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