Combined effects of PEG hydrogel elasticity and cell-adhesive coating on fibroblast adhesion and persistent migration

Biomacromolecules

Volumn 15, Issue 1, 2014, Pages 195-205

  Missirlis, Dimitris ^a,b   Spatz, Joachim P ^a,b  

^a MAX PLANCK INSTITUTE FOR INTELLIGENT SYSTEMS   (Germany)

^b UNIVERSITY OF HEIDELBERG   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ADHESIVE COATINGS; BIOCHEMICAL PROPERTIES; COMBINED EFFECT; FIBROBLAST ADHESION; MICHAEL-TYPE ADDITIONS; MICROENVIRONMENTS; POLYMER NETWORKS; TUNABLE ELASTICITY;

CELL ADHESION; CELL CULTURE; COATINGS; ELASTICITY; FIBROBLASTS; POLYETHYLENE GLYCOLS; SUBSTRATES;

HYDROGELS;

FIBRONECTIN; MACROGOL; VITRONECTIN;

ANIMAL CELL; ARTICLE; CELL ADHESION; CELL DENSITY; CELL GROWTH; CELL MIGRATION; CELL POLARITY; CELL PROLIFERATION; CELL SPREADING; CELL STRUCTURE; CHEMICAL STRUCTURE; CONCENTRATION (PARAMETERS); CONTROLLED STUDY; CROSS LINKING; ELASTICITY; FIBROBLAST; FOCAL ADHESION; HYDROGEL; LIMIT OF DETECTION; MECHANOTRANSDUCTION; MICHAEL ADDITION; NONHUMAN; PRIORITY JOURNAL; RAT;

ANIMALS; CATTLE; CELL ADHESION; CELL MOVEMENT; CELL PROLIFERATION; ELASTICITY; FIBROBLASTS; HUMANS; HYDROGELS; POLYETHYLENE GLYCOLS;

EID: 84892589395     PISSN: 15257797     EISSN: 15264602     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/bm4014827     Document Type: Article

References (83)

1. Guo, W.-H.; Frey, M. T.; Burnham, N. A.; Wang, Y.-L. Biophys. J. 2006, 90, 2213-2220
2. Discher, D. E.; Janmey, P.; Wang, Y.-L. Science 2005, 310, 1139-1143
3. Pelham, R. J.; Wang, Y. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 13661-13665
4. Reilly, G. C.; Engler, A. J. J. Biomech. 2010, 43, 55-62
5. Lo, C.-M.; Wang, H.-B.; Dembo, M.; Wang, Y.-L. Biophys. J. 2008, 79, 144-152
6. Jaalouk, D. E.; Lammerding, J. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2009, 10, 63-73
7. Dufort, C. C.; Paszek, M. J.; Weaver, V. M. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2011, 12, 308-319
8. Roca-Cusachs, P.; Iskratsch, T.; Sheetz, M. P. J. Cell Sci. 2012, 125, 3025-3038
9. Geiger, B.; Spatz, J. P.; Bershadsky, A. D. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2009, 10, 21-33
10. Zaidel-Bar, R.; Geiger, B. J. Cell Sci. 2010, 123, 1385-1388
11. Prager-Khoutorsky, M.; Lichtenstein, A.; Krishnan, R.; Rajendran, K.; Mayo, A.; Kam, Z.; Geiger, B.; Bershadsky, A. D. Nat. Cell Biol. 2011, 13, 1457-1465
12. Nemir, S.; West, J. L. Ann. Biomed. Eng. 2010, 38, 2-20
13. Pelham, R. J.; Wang, Y. L. Mol. Biol. Cell 1999, 10, 935-945
14. Harris, A. K.; Wild, P.; Stopak, D. Science 1980, 208, 177-179
15. Trappmann, B.; Gautrot, J. E.; Connelly, J. T.; Strange, D. G. T.; Li, Y.; Oyen, M. L.; Stuart, M. A. C.; Boehm, H.; Li, B.; Vogel, V.; Spatz, J. P.; Watt, F. M.; Huck, W. T. S. Nat. Mater. 2012, 11, 1-8
16. Rowlands, A. S.; George, P. A.; Cooper-White, J. J. Am. J. Physiol. 2008, 295, C1037-C1044
17. Chopra, A.; Lin, V.; McCollough, A.; Atzet, S.; Prestwich, G. D.; Wechsler, A. S.; Murray, M. E.; Oake, S. A.; Kresh, J. Y.; Janmey, P. A. J. Biomech. 2012, 45, 824-831
18. Schiller, H. B.; Hermann, M.-R.; Polleux, J.; Vignaud, T.; Zanivan, S.; Friedel, C. C.; Sun, Z.; Raducanu, A.; Gottschalk, K.-E.; Théry, M.; Mann, M.; Fässler, R. Nat. Cell Biol. 2013, 15, 625-636
19. Lin, G. L.; Cohen, D. M.; Desai, R. A.; Breckenridge, M. T.; Gao, L.; Humphries, M. J.; Chen, C. S. FEBS Lett. 2013, 587, 763-769
20. Rahmouni, S.; Lindner, A.; Rechenmacher, F.; Neubauer, S.; Sobahi, T. R. A.; Kessler, H.; Cavalcanti-Adam, E. A.; Spatz, J. P. Adv. Mater. 2013, 25, 5869-5874
21. Roca-Cusachs, P.; Gauthier, N. C.; del Rio, A.; Sheetz, M. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 16245-16250
22. Jiang, G.; Huang, A. H.; Cai, Y.; Tanase, M.; Sheetz, M. P. Biophys. J. 2006, 90, 1804-1809
23. Huebsch, N.; Arany, P. R.; Mao, A. S.; Shvartsman, D.; Ali, O. A.; Bencherif, S. A.; Rivera-Feliciano, J.; Mooney, D. J. Nat. Mater. 2010, 9, 518-526
24. Du, J.; Chen, X.; Liang, X.; Zhang, G.; Xu, J.; He, L.; Zhan, Q.; Feng, X.-Q.; Chien, S.; Yang, C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2011, 108, 9466-9471
25. Lutolf, M. P.; Hubbell, J. A. Biomacromolecules 2003, 4, 713-722
26. Lutolf, M. P.; Lauer-Fields, J. L.; Schmoekel, H. G.; Metters, A. T.; Weber, F. E.; Fields, G. B.; Hubbell, J. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 5413-5418
27. Swift, J.; Ivanovska, I. L.; Buxboim, A.; Harada, T.; Dingal, P. C. D. P.; Pinter, J.; Pajerowski, J. D.; Spinler, K. R.; Shin, J. W.; Tewari, M.; Rehfeldt, F.; Speicher, D. W.; Discher, D. E. Science 2013, 341, 1240104-1240104
28. Fischer, R. S.; Myers, K. A.; Gardel, M. L.; Waterman, C. M. Nat. Protoc. 2012, 7, 2056-2066
29. Matsunaga, T.; Sakai, T.; Akagi, Y.; Chung, U.-I.; Shibayama, M. Macromolecules 2009, 42, 1344-1351
30. Cavalcanti-Adam, E. A.; Volberg, T.; Micoulet, A.; Kessler, H.; Geiger, B.; Spatz, J. P. Biophys. J. 2007, 92, 2964-2974
31. Anseth, K. S.; Bowman, C. N.; Brannon-Peppas, L. Biomaterials 1996, 17, 1647-1657
32. Arnold, M.; Cavalcanti-Adam, E. A.; Glass, R.; Blümmel, J.; Eck, W.; Kantlehner, M.; Kessler, H.; Spatz, J. P. ChemPhysChem 2004, 5, 383-388
33. Massia, S.; Hubbell, J. J. Cell Biol. 1991, 114, 1089-1100
34. Koo, L.; Irvine, D.; Mayes, A.; Lauffenburger, D.; Griffith, L. J. Cell Sci. 2002, 115, 1423-1433
35. Rajagopalan, P.; Marganski, W. A.; Brown, X. Q.; Wong, J. Y. Biophys. J. 2004, 87, 2818-2827
36. Hern, D. L.; Hubbell, J. A. J. Biomed. Mater. Res. 1998, 39, 266-276
37. Comisar, W. A.; Kazmers, N. H.; Mooney, D. J.; Linderman, J. J. Biomaterials 2007, 28, 4409-4417
38. Zhu, J. Biomaterials 2010, 31, 4639-4656
39. Zustiak, S. P.; Leach, J. B. Biomacromolecules 2010, 11, 1348-1357
40. Schwartz, M. A. Cold Spring Harbor Perspect. Biol. 2010, 2, a005066-a005066
41. Balaban, N. Q.; Schwarz, U. S.; Riveline, D.; Goichberg, P.; Tzur, G.; Sabanay, I.; Mahalu, D.; Safran, S.; Bershadsky, A.; Addadi, L.; Geiger, B. Nat. Cell Biol. 2001, 3, 466-472
42. Stricker, J.; Aratyn-Schaus, Y.; Oakes, P. W.; Gardel, M. L. Biophys. J. 2011, 100, 2883-2893
43. Peyton, S. R.; Raub, C. B.; Keschrumrus, V. P.; Putnam, A. J. Biomaterials 2006, 27, 4881-4893
44. Plotnikov, S. V.; Pasapera, A. M.; Sabass, B.; Waterman, C. M. Cell 2012, 151, 1513-1527
45. Wei, W. C.; Lin, H. H.; Shen, M. R.; Tang, M. J. Am. J. Physiol. 2008, 295, C1579-C1589
46. Klein, E. A.; Yin, L.; Kothapalli, D.; Castagnino, P.; Byfield, F. J.; Xu, T.; Levental, I.; Hawthorne, E.; Janmey, P. A.; Assoian, R. K. Curr. Biol. 2009, 19, 1511-1518
47. Fath, K. R.; Edgell, C. J.; Burridge, K. J. Cell Sci. 1989, 92 (Pt 1) 67-75
48. Singer, I. I.; Scott, S.; Kawka, D. W.; Kazazis, D. M.; Gailit, J.; Ruoslahti, E. J. Cell Biol. 1988, 106, 2171-2182
49. Plow, E. F.; Haas, T. A.; Zhang, L.; Loftus, J.; Smith, J. W. J. Biol. Chem. 2000, 275, 21785-21788
50. Malmström, J.; Lovmand, J.; Kristensen, S.; Sundh, M.; Duch, M.; Sutherland, D. S. Nano Lett. 2011, 11, 2264-2271
51. Herrick, W. G.; Nguyen, T. V.; Sleiman, M.; McRae, S.; Emrick, T. S.; Peyton, S. R. Biomacromolecules 2013, 14, 2294-2304
52. van Dijk, M.; van Nostrum, C. F.; Hennink, W. E.; Rijkers, D. T. S.; Liskamp, R. M. J. Biomacromolecules 2010, 11, 1608-1614
53. Miller, J. S.; Shen, C. J.; Legant, W. R.; Baranski, J. D.; Blakely, B. L.; Chen, C. S. Biomaterials 2010, 31, 3736-3743
54. Aydin, D.; Louban, I.; Perschmann, N.; Blümmel, J.; Lohmüller, T.; Cavalcanti-Adam, E. A.; Haas, T. L.; Walczak, H.; Kessler, H.; Fiammengo, R.; Spatz, J. P. Langmuir 2010, 26, 15472-15480
55. Burdick, J. A.; Anseth, K. S. Biomaterials 2002, 23, 4315-4323
56. Gilbert, P. M.; Havenstrite, K. L.; Magnusson, K. E. G.; Sacco, A.; Leonardi, N. A.; Kraft, P.; Nguyen, N. K.; Thrun, S.; Lutolf, M. P.; Blau, H. M. Science 2010, 329, 1078-1081
57. Lutolf, M. P.; Hubbell, J. A. Nat. Biotechnol. 2005, 23, 47-55
58. Grinnell, F.; Ho, C.-H. Biomaterials 2013, 34, 965-974
59. Pathak, A.; Kumar, S. Integr. Biol. 2011, 3, 267
60. Hynes, R. O. Science 2009, 326, 1216-1219
61. Storm, C.; Pastore, J. J.; MacKintosh, F. C.; Lubensky, T. C.; Janmey, P. A. Nature 2005, 435, 191-194
62. Schulte, V. A.; Díez, M.; Möller, M.; Lensen, M. C. Biomacromolecules 2009, 10, 2795-2801
63. Blümmel, J.; Perschmann, N.; Aydin, D.; Drinjakovic, J.; Surrey, T.; López-García, M.; Kessler, H.; Spatz, J. P. Biomaterials 2007, 28, 4739-4747
64. Groll, J.; Fiedler, J.; Engelhard, E.; Ameringer, T.; Tugulu, S.; Klok, H.-A.; Brenner, R. E.; Moeller, M. J. Biomed. Mater. Res. 2005, 74A, 607-617
65. Schvartzman, M.; Palma, M.; Sable, J.; Abramson, J.; Hu, X.; Sheetz, M. P.; Wind, S. J. Nano Lett. 2011, 11, 1306-1312
66. Frith, J. E.; Mills, R. J.; Cooper-White, J. J. J. Cell Sci. 2012, 1-11
67. Deeg, J. A.; Louban, I.; Aydin, D.; Selhuber-Unkel, C.; Kessler, H.; Spatz, J. P. Nano Lett. 2011, 11, 1469-1476
68. Yeung, T.; Georges, P. C.; Flanagan, L. A.; Marg, B.; Ortiz, M.; Funaki, M.; Zahir, N.; Ming, W.; Weaver, V.; Janmey, P. A. Cell Motil. Cytoskeleton 2004, 60, 24-34
69. Solon, J.; Levental, I.; Sengupta, K.; Georges, P. C.; Janmey, P. A. Biophys. J. 2007, 93, 4453-4461
70. Engler, A.; Bacakova, L.; Newman, C.; Hategan, A.; Griffin, M.; Discher, D. Biophys. J. 2004, 86, 617-628
71. McDonald, J. C.; Duffy, D. C.; Anderson, J. R.; Chiu, D. T.; Wu, H.; Schueller, O. J.; Whitesides, G. M. Electrophoresis 2000, 21, 27-40
72. Petrie, T. A.; Capadona, J. R.; Reyes, C. D.; Garcia, A. J. Biomaterials 2006, 27, 5459-5470
73. Yip, A. K.; Iwasaki, K.; Ursekar, C.; Machiyama, H.; Saxena, M.; Chen, H.; Harada, I.; Chiam, K.-H.; Sawada, Y. Biophys. J. 2013, 104, 19-29
74. Huveneers, S.; Danen, E. H. J. J. Cell Sci. 2009, 122, 1059-1069
75. Morgan, M. R.; Byron, A.; Humphries, M. J.; Bass, M. D. IUBMB Life 2009, 61, 731-738
76. Rechenmacher, F.; Neubauer, S.; Polleux, J.; Mas-Moruno, C.; De Simone, M.; Cavalcanti-Adam, E. A.; Spatz, J. P.; Fässler, R.; Kessler, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 52, 1572-1575
77. Vicente-Manzanares, M.; Ma, X.; Adelstein, R. S.; Horwitz, A. R. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2009, 10, 778-790
78. Lauffenburger, D. A.; Horwitz, A. F. Cell 1996, 84, 359-369
79. Wacker, B. K.; Alford, S. K.; Scott, E. A.; Thakur, M. D.; Longmore, G. D.; Elbert, D. L. Biophys. J. 2008, 94, 273-285
80. Maheshwari, G.; Brown, G.; Lauffenburger, D. A.; Wells, A.; Griffith, L. G. J. Cell Sci. 2000, 113 (Pt 10) 1677-1686
81. Peyton, S. R.; Putnam, A. J. J. Cell. Physiol. 2005, 204, 198-209
82. Lee-Thedieck, C.; Rauch, N.; Fiammengo, R.; Klein, G.; Spatz, J. P. J. Cell Sci. 2012, 125, 3765-3775
83. Raab, M.; Swift, J.; P Dingal, P. C. D.; Shah, P.; Shin, J. W.; Discher, D. E. J. Cell Biol. 2012, 199, 669-683