הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

הייצור של חלבון כמו אלסטין Hydrogels כימוס, Immunostaining של תאים ב- 3D

12.5K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/57739

⸱

19 במאי 2018

 ,  ,  , 

* These authors contributed equally

במאמר זה

סיכום

Hydrogels מהונדסים חלבון רקומביננטי הן ממינוי תרבית תאים 3D הם מאפשרים tunability מלאה של עמוד השדרה פולימר ולכן, microenvironment את התא. כאן, אנו מתארים התהליך של היטהרות חלבון רקומביננטי כמו אלסטין ויישומו בחיי הידרוג 3D תא אנקפסולציה.

תקציר

טכניקות מימדי תרביות רקמה (2D) היה חיוני להבנת ביולוגיה של התא הבסיסי. עם זאת, היעדר מערכות התרבות המסורתית של רקמות 2D מטריצה תלת מימדי (3D), וכתוצאה מכך משמעותי נתק בין תוצאות נאסף במבחנה ו vivo בתוך. כדי לטפל מגבלה זו, החוקרים היה לתכנן פלטפורמות תרביות רקמה הידרוג תלת-ממד שיכולים לחקות את המאפיינים הביוכימי ו ביופיזיקלי של microenvironment תא ויוו . מחקר זה הניעה את הצורך לפתח פלטפורמות גשמי התומכים תא 3D כימוס של מבחני הביוכימי במורד הזרם. חלבון רקומביננטי הנדסה מציעה ערכת כלים ייחודיים הידרוג תלת-ממד גשמי עיצוב ופיתוח על-ידי מתן שליטה מסוימת של חלבון רצף ולכן, לפי סיומת, פוטנציאל מכני וביוכימי מאפייני תוצאות מטריקס. כאן, אנו מציגים פרוטוקול עבור הביטוי נגזר recombinantly אלסטין, כמו חלבון (ELP), אשר יכול לשמש כדי hydrogels טופס עם תכונות מכניות באופן עצמאי tunable וריכוז ליגנד תא-דבק. בהמשך אנו מציגים מתודולוגיה תא אנקפסולציה בתוך אמרסון, לייק ופאלמר hydrogels ומוטבעים מכתים immunofluorescent עוקבות של תאים עבור ניתוח במורד הזרם כמת.

מבוא

במהלך המאה האחרונה, מימדי תרביות רקמה (2D) התפתחה כלים אינטגרלי ללמוד תא יסוד ביולוגיה במבחנה. בנוסף, הפרוטוקולים יחסית נמוכים ופשוטים לקבלת תרבית תאים 2D הובילו האימוץ שלה על פני תחומים רבים ביולוגי ורפואי. עם זאת, מחקרים שנעשו בעבר הראו כי פלטפורמות 2D מסורתי עשוי להוביל לתוצאות כי לסטות בצורה ניכרת האלה שנאספו ויוו, גורם זמן יקר ומימון מבוזבז עבור מחקר קליני מונחה1,2, 3. אנחנו ואחרים משערים כי אי-התאמה זו לייחס חוסר רמזים הביוכימי, biophysical יליד מסופקים על התאים תרבותי על משטחים 2D, אשר יכול להיות הכרחי עבור הפצת אופטימלית, ההבשלה של סוגי תאים שונים.<....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

1. לשכנו ביטוי בפרוטוקול

  1. יום 1: גידול המושבה starter
    1. להכין פלטות אגר אמפיצילין, כלורמפניקול מאת autoclaving 25 גר' לוריא ציר 15 גרם של אגר לכל 1 ליטר של מים הנדסה גנטית. ברגע הפתרון הוא מקורר עד ~ 60 ° C, להוסיף 1 מ"ל של מניות אמפיצילין (100 מ"ג/מ"ל מים הנדסה גנטית) ו- 1 מ"ל כלורמפניקול מניות (34 מ"ג/מ"ל אתנול 70%) 1 ליטר של אגר לפתרון הסופי ריכוזי µg 100/mL µg 34/mL , בהתאמה. 20 מ של הפתרון הסופי להעביר צלחות פטרי 10 ס מ עם פיפטה סרולוגית ולאפשר את אגר לגבש. לעטוף את צלחות פטרי עם מצלמות-מיקרוסקופים וחנות ב 4 º C.
      הערה: צלחות פטרי שניתן לאחסן ב 4 ° C עד שבועיים.
    2. פסים מדגם קטן של BL21 (DE3) pLysS e. coli מן מ....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

ELPs בשימוש פרוטוקול זה המורכב מעובדים חמישה אזורים: תג T7 His6 תג, אתר פצילות enterokinase (EK), אזור ביו-אקטיביות, אזור כמו אלסטין (איור 1). T7 ותגי His6 מאפשרים זיהוי קל באמצעות טכניקות תספיג סטנדרטי. מבוא של אתר המחשוף EK מאפשר הסרת אנזימטי של האזור תג, במידת הצורך. האזור ביו-אקטיבי מקודד עבור המורחבת, נגזר fibronectin תא דבק ('RGDS') או רצפים ('RDGS') ללא דבק. לבסוף, חזור המרכזי של האזור, כמו אלסטין מכיל קבוצת ליזין באתר שאריות חוות המאפשרת crosslinking .......

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

ביטוי חלבון רקומביננטי טיהור הוא כלי רב עוצמה כדי לסנתז biomaterials עם הפארמצבטית גבוהה. בעיקר בשל כניסתו של שיבוט מולקולרי ממוסחר, פלסמידים רקומביננטי מותאם אישית ניתן לרכוש מהספקים מספר, אשר מפחית באופן משמעותי את הזמן כדי לעבוד עם חומרים כמו ELPs. באופן דומה, ניתן לבקש פלסמידים ישירות מן המעבדה שמקורם כאשר העבודה המקורית נתמכה על ידי חוזה הפדרלי, העבודה העתידית תהיה לשימוש ללא כוונת רווח. הרצף המלא של חומצת אמינו לשכנו שפורסם בעבר עבור לשכנו מספר גרסאות31. עם זאת, הביטוי לתהליך טיהור בסופו של .......

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

המחברים אין לחשוף.

תודות

המחברים תודה פאלמר, ה באבו (סטנפורד נוירוכירורגיה) למתן מאתר באמנות NPCs. וקטור באיור 4 בשימוש ומותאמים מאמנות רפואי שרת תחת יצירתי של מלאי ייחוס 3.0 רישיון (https://creativecommons.org/ licenses/by/3.0/legalcode). חלק מעבודה זו בוצעה ב סטנפורד ננו משותפים מתקנים (SNSF), הנתמכים על ידי הקרן הלאומית למדע תחת פרס מרכזים לגיל הרך-1542152. N.A.S. מאשר תמיכה מן הלאומית המכון כללי רפואי למדעים של מכוני הבריאות הלאומיים (32GM 008412). ובין מאשר תמיכה של NRSA NIH מראש דוקטורט (F31 EB020502), חוקרים לגשת לתוכנית של Siebel. S.C.H. מאשר תמיכה של מכוני הבריאות הלאומיים (U19 AI116484 ו- R21 EB018407), הקרן הלאומית למדע (DMR 1508006), מכון קליפורניה עב....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
<ביטוי וטיהור חלבון >דמוי אלסטין
10 ס"מ צלחות פטריתרמו פישר סיינטיפיקFB0875713
70% אתנולRICCA כימי2546.70-1
אמוניום סולפטסיגמא-אולדריץ'A3920-500G
אמפיציליןתרמו פישר סיינטיפיקBP1760-25G
בקטו אגרתרמו פישר סיינטיפיק9002-18-0 
BL21(DE3)pLysS תאים מוכשריםInvitrogenC606003
כלורמפניקולאמרסקו0230-100G 
דאוקסיריבונוקלאז I מלבלב בקרסיגמא-אולדריץ'DN25
EDTA מלח דיסודיום, דיהידראטתרמו פישר סיינטיפיקO2793-500
גליצרולתרמו פישר סיינטיפיקBP229-4
איזופרופנולתרמו פישר סיינטיפיקA451-4
איזופרופיל ובטא;-D-1-תיוגלקטופירנוסיד (IPTG) Thermo Fisher ScientificBP1755-10G
Luria BrothEMD Millipore1.10285.5007
ParafilmVWR52858-000
Phenylmethanesulfonyl fluoride (PMSF)MP Biomedicals195381
נתרן כלוריThermo Fisher ScientificBP358-212
נתרן הידרוקסידסיגמא-אולדריץ'S 8045-1KG
(0.22 μ m)MilliporeSLGP033RB
Terrific BrothMillipore71754-4
Tris BaseThermo Fisher ScientificBP152-1
Cell Encapsulation בהידרוג'לים ELP תלת מימדיים
0.22 μ מסנני מזרק mMilliporeSLGV004SL
יריעת סיליקון בעובי 0.5 מ"מElectron Microscopy Science70338-05
צלחות תרבית רקמות 24 בארות קורנינג353047
ביופסיה חד פעמית פונץ' (2 מ"מ)אינטגרה מילטקס33-31
פונץ' ביופסיה חד פעמית (4 מ"מ)אינטגרה מילטקס33-34
פונץ' ביופסיה חד פעמית (5 מ"מ)אינטגרה מילטקס33-35
דולבקו' s פוספט חוצץ מלח (DPBS) קורנינג21-031-CM
מס' 1 12 מ"מ כיסויי זכוכיתתרמו פישר סיינטיפיק12-545-80
טטראקיס(הידרוקסימתיל)פוספוניום כלוריד (THPC)סיגמא-אולדריץ'404861-100 מ"ל
0.5% טריספין/EDTAתרמו פישר 15400054
<חזק>אימונוציטוכימיה של תאים בהידרוג'לים ELP תלת מימדיים
16% (w/v) פרפורמלדהיד (PFA)מדעי מיקרוסקופיה אלקטרונית15701
אלבומין בסרום בקר (BSA)Roche3116956001
DAPI (4',6-דיאמידינו-2-פנילינדול, דיהידרוכלוריד)בדיקות מולקולריותD1306 
בסרום חמורמעבדות ביולוגיות7332100
נוגדן משני נגד עכבר עיזים (AF488)בדיקות מולקולריותA-11017
נוגדן משני נגד ארנב עיזים (AF546)בדיקות מולקולריותA-11071
סרום עיזיםGibco16210-072
נוגדן ראשוני של עכבר נסטיןBD Pharmingen556309
עכבר Sox2 טכנולוגייתאיתות תאי23064S
לקאלקטרונים מיקרוסקופיה מדעית72180
Triton X-100Sigma-AldrichX100-100ML
Vectashield קשיח הרכבה בינונית וקטור לאבסH-1400 
יחידת מסנן מזרק מעבדות ביולוגיות נוגדן ראשוני

מקורות

  1. Cukierman, E., Pankov, R., Stevens, D. R., Yamada, K. M. Taking Cell-Matrix Adhesions to the Third Dimension. Science. 294 (5547), 1708-1712 (2001).
  2. Birgersdotter, A., Sandberg, R., Ernberg, I. Gene expression perturbation in vitro-A growing case for three-d....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

גלה מאמרים נוספים

היווצרות הידרוג'לכליאה של תאיםצביעה אימונופלואורסצנטיתניקוי חלבוניםמיקרוסקופיה קונפוקליתאנליזת SDS-PAGEווסטרן בלוטתאי אב עצבייםמטריצה חוץ-תאית