يوصف أسلوب لتجميع تدرجات لاصقة وقابل للذوبان في غرفة الفحص المجهري لدراسات الهجرة حية الخلية. هندسيا يجمع بين البيئة والسطوح المانعة لاصقة المسارات مع التدرجات الحل وبالتالي يسمح احد لتحديد الأهمية النسبية للمنبهات التوجيه.
مقالة منهجية
يوصف أسلوب لتجميع تدرجات لاصقة وقابل للذوبان في غرفة الفحص المجهري لدراسات الهجرة حية الخلية. هندسيا يجمع بين البيئة والسطوح المانعة لاصقة المسارات مع التدرجات الحل وبالتالي يسمح احد لتحديد الأهمية النسبية للمنبهات التوجيه.
يمكن الشعور الخلايا وتهاجر نحو تركيزات أعلى من العظة لاصقة مثل البروتينات السكرية من المصفوفة خارج الخلية والعظة للذوبان مثل عوامل النمو. هنا، ونحن الخطوط العريضة لطريقة لإنشاء تدرجات لاصقة معارضة من العظة وقابل للذوبان في غرفة ميكروفلويديك، والذي يتوافق مع الخلية الحية التصوير. ويعمل A كوبوليمر من بولي-L-يسين والبولي ايثيلين جلايكول (PEG-PLL) إيقاف فاعلية coverslips الزجاج ومنع غير محددة امتزاز الجزيئات الحيوية والخلايا. وتستخدم الطباعة microcontact المقبل، أو الطباعة الحجرية تراجع القلم لخلق مسارات streptavidin على السطوح تخميلها لتكون بمثابة نقطة لرسو الببتيد المعقدة البيروكسيديز أرجينين حمض الأسبارتيك، جليكاين (RGD) كما جديلة لاصقة. يتم وضع الجهاز على سطح ميكروفلويديك تعديل واستخدامها لإنشاء الانحدار من العظة لاصقة (100٪ RGD لRGD 0٪) على المسارين streptavidin. وأخيرا، يتم استخدام نفس الجهاز ميكروفلويديك لإنشاء معامل ليمث جاذب كيميائيح ومصل بقري جنيني (FBS)، كما جديلة للذوبان في الاتجاه المعاكس من التدرج من العظة لاصقة.
توجه الهجرة الخلية هو خاصية أساسية من العديد من الخلايا وهو أحد الجوانب الرئيسية لكثير من العمليات الفسيولوجية العادية، بما في ذلك التطور الجنيني، والدفاع ضد العدوى والتئام الجروح. وبالإضافة إلى ذلك، والهجرة الخلية كما تلعب دورا بارزا في كثير من الأمراض مثل أمراض الأوعية الدموية، ورم خبيث الخلايا المزمن والتهاب 1،2. في حين أن الولايات الكلاسيكية للهجرة الخلية - الاستقطاب والإرشاد بروز وتشكيل التصاق، وتوليد القوة وتراجع الخلفية - والمقبولة عموما 3،4، كان الكشف عن آليات الزمانية المكانية التي يتم من خلالها تنسيق التكامل إشارة أكثر تحديا.
المصفوفة خارج الخلية (ECM) بمثابة الركيزة للالتصاق الخلية، ومن خلال الكيميائية الكامنة 5 و المادية التنوع 6، يقدم العظة الاتجاه للملاحة الخلية 7،8. وبالإضافة إلى هذه العظة لاصقة 9، العوامل القابلة للذوبان 10-12 </ سوب> مثل كيموكينات وعوامل النمو يمكن أن تحدث الموجهة الهجرة الخلية من خلال مستقبلات الإشارات الخاصة بهم وجاذب كيميائي motogenic المصب. حاليا، من غير المعروف ما إذا كان يشير من خلال المشاركة ومستقبلات الالتصاق (أي integrins) أو مستقبلات جاذب كيميائي، مثل مستقبلات التيروزين كيناز (RTK)، هي المهيمنة. ولا هو يعرف ما إذا كان التسلسل الهرمي للأنظمة هي مستقبلات معينة من الخلايا النوع.
الحية المجهري خلية يعطي ثروة من المعلومات التي لا يمكن الوصول إليها في معظم المقايسات ويمكن دمجها مع أجهزة ميكروفلويديك لتوليد تدرجات من ثبتوا العظة وقابل للذوبان 13،14 15 16. الطريقة الموضحة هنا يستخدم سلسلة من الخطوات البسيطة، وأنشأ لتعديل السطح جنبا إلى جنب مع غرفة لميكروفلويديك المتاحة تجاريا لإنشاء فحص التصوير للهجرة الخلية التي يمكن بسهولة أن تنفذ في مختبر البيولوجيا خلية (الشكل 1). وتجميعهاالجهاز ميكروفلويديك والصفات البصرية التي يمكن مقارنتها على الزجاج (17) والتدرجات من الجزيئات إنتشاري مستقرة للا يقل عن 16 ساعة. ويمكن استخدام هذا النظام لتقنيات المجهر epifluorescence والمتقدمة. على عكس غيرها من الاجهزة الكيميائي 18، هذا النظام هو مناسبة لتسجيل المهاجرة ببطء، والخلايا الملتصقة. الأهم من ذلك أن النظام هو وحدات ويسمح بسهولة إدخال بديلة أو لاصقة قابلة للذوبان العظة الهجرة وفحص أنواع الخلايا المختلفة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. التخميل من زجاج Coverslips مع PLL-PEG-البيوتين
تم تصميم هذه الخطوة إيقاف فاعلية سطح الخلايا بحيث تلتزم وتهاجر إلى مناطق معينة على ساترة الزجاج التي يتم إنشاؤها مع الطباعة microcontract (الخطوة 2-3A) أو تراجع الطباعة الحجرية القلم (الخطوة 3B). لالتخميل، يتم استخدام البوليمر المشترك للبولي-L-يسين (PLL) والبولي اثيلين جليكول (PEG) حيث يتم تطعيم 20٪ من الجزيئات PEG لالبيوتين (PLL-PEG-البيوتين).
2. تصنيع طوابع للطباعة Microcontact
وصفنا لعمليتين المسارات نمط streptavidin على الزجاج وcoverslips تخميلها. أول واحد، هيئة التصنيع العسكريrocontact الطباعة، يتطلب عادة على درجة الماجستير تصنيع السيليكون الذي يتم تلقي طابع PDMS. في حالتنا، على نمط الطابع PDMS هي 100 ميكرون على نطاق الخطوط التي متباعدة 290 ميكرومتر إلى مركز مركز مع ارتفاع ميزة من 25 ميكرومتر. أدناه، وصفنا لفترة وجيزة كيفية افتعال ماجستير السيليكون مناسبة (2،1-2،3 الخطوة) وختم PDMS (الخطوة 2.4). ومع ذلك، هناك بروتوكولات متعددة للطباعة microcontact وصفها في المؤلفات 19-23، والتي هي مناسبة لطباعة أنماط البروتين على coverslips الزجاج. ويمكن أيضا أن يتم الماجستير المخصصة والتي تم شراؤها من مصادر تجارية.
3. Streptavidin الزخرفة أو الإشارات لاصق على الزجاج Coverslips تخميلها
بعد تخميل coverslips الزجاج ويتم طباعة أنماط البروتين مع الطباعة microcontact (3A الخطوة) أو تراجع من ركلة جزاء الطباعة الحجرية (الخطوة 3B). في حالتنا، يتم طباعة streptavidin كخطوط، والتي تشكل الأساس لالتدرجات RGD (الخطوة 4). ويمكن أيضا نفس الإجراء يمكن استخدامها لطباعة مصفوفة البروتينات لخلق أنماط لاصقة.
طريقة بديلة لطباعة microcontact للتنميط من الجزيئات الحيوية على السطوح هو تراجع الطباعة الحجرية القلم. في مجمع دبي للاستثمار الطباعة الحجرية القلم، يتم استخدام ناتئ لنقل وحدة تخزين صغيرة من الحل على السطح. حجم الكابولي، والخامسiscosity من الحل، اتصل مرة من على سطح ناتئ، hydrophobicity من السطح والرطوبة في غرفة الطباعة تحديد حجم ملامح المطبوعة. وميزة هذا الأسلوب هو أن يمكن طباعة أنماط مختلفة لكل تجربة، وليس هناك حاجة الى افتعال الماجستير والطوابع. والعيب هو ان الامر يستغرق وقتا أطول لطباعة نمط معين والتي تراجع الطباعة الحجرية أداة القلم يتطلب المتخصصة التي قد لا تكون متاحة في العديد من المختبرات. كان القلم أداة الطباعة الحجرية مجمع دبي للاستثمار التي استخدمناها في NanoeNabler من علم النانو BioForce العلوم. هنا، نحن المطبوعة النقاط الصغيرة التي كانت <10 ميكرومتر في القطر، التي كنا SPT10 الكابولي.
3A. Microcontact الطباعة (μCP) وتقنيات
3B. تراجع القلم الطباعة الحجرية
4. إنشاء تدرجات لاصق على Streptavidin من الطراز السطوح
نخلق تدرجات لاصقة من البيوتين-RGD على coverslips الزجاج التي يتم بها طلاء مع streptavidin (الشكل 3) أو المشتركntain أنماط streptavidin على coverslips الزجاج تخميلها (الشكل 5). لإنشاء الانحدار السطح، استخدمنا جهاز ميكروفلويديك المتاحة تجاريا (وتسمى زجة-3D من الشرائح الانجذاب الكيميائي Ibidi) أن يخلق التدرج حل مستقر عن طريق الانتشار السلبي. للتنافس على مواقع الربط streptavidin، لدينا اثنين من العاملين التدرجات معارضة من البيوتين، والبيوتين RGD لم يكن مترافق لRGD (انظر الشكل 1).
5. وسمها مع خلايا Fluorophores لايف التصوير الخليوي
وصفت الخلايا مع الأصباغ الفلورية التي تساعد الخلية تتبع تحت المجهر الفلورسنت. تحقيقات شيوعا هي علامات الفلورسنت عضية، مثل Syto 64 الأحمر، التي تصف نواة الخلية. للقيام بذلك، يتم غسلها 1 الخلايا ثلاث مرات مع برنامج تلفزيوني، ثم حضنت مع الأحمر 64 1 ميكرومتر Syto في وسائل الإعلام والثقافة لمدة 45 دقيقة وأخيرا غسلت أخرى ثلاث مرات مع برنامج تلفزيوني. يرجى ملاحظة أن الخلايا لا ينبغي أن يكونيوضع في PBS لفترات طويلة من الزمن.
الأصباغ البديلة لتتبع الخلايا التي هي سلسلة CellTracker وصمة عار السيتوبلازم ويتم الاحتفاظ أثناء الهجرة الخلية والانقسام. ترنسفكأيشن من الخلايا مع البروتين الانصهار الفلورسنت مفيد جدا لتسجيل توزيعات التحت خلوية من البروتين من الفائدة خلال الهجرة. ومع ذلك، عادة البروتينات الفلورية الصور التبييض أسرع من الأصباغ العضوية بحيث قد الملاحظات على المدى الطويل لن يكون ممكنا.
6. التحميل من الخلايا القابلة للذوبان مع التدرج في الجهاز على microfluidics
7. يعيش خلية التصوير وتحليل البيانات
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لفهم كيفية دمج الخلايا إشارات المهاجرة 25، وقد وضعنا طريقة لخلايا صورة مع المجهري مضان التي تهاجر في بيئة تتنافس مع تدرجات لاصقة وقابل للذوبان (الشكل 1). تم إنشاء المسارات التي تحتوي على لاصق streptavidin الفلورسنت وRGD المعقدة البيروكسيديز مع المسارات microcontact المطبوعة وتراجع الطباعة الحجرية القلم (الشكل 2). يشار ناجحة الطباعة microcontact من خط صورة للكثافة مضان عبر المسارات حيث المسارات والمناطق لاصقة مانعة للقاذورات يمكن تمييزها...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في هذا البروتوكول، استخدمنا جهاز ميكروفلويديك المتاحة تجاريا (لزجة-3D من الشرائح الانجذاب الكيميائي Ibidi) لدراسة آثار السطوح معدلة كيميائيا والتدرجات جاذب كيميائي على الهجرة الخلية. هذا الإعداد ميكروفلويديك لا يتطلب تدفق لأن يتم تأسيس التدرج عن طريق الانتشار على طول القناة. هذا مهم جدا لأنه يمكن أن يؤثر على تدفق الهجرة بشكل مختلف الخلايا ببطء مثل الخلايا الليفية التي تشكل الالتصاقات البؤرية مستقر وسريع الخلايا المهاجرة مثل معظم الكريات البيض التي تشكل مجمعات التنسيق ال...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليست لدينا مصالح تجارية في الكشف عنها.
الكتاب يعترف بتمويل من مجلس البحوث الوطني الاسترالي والصحة ومجلس البحوث الطبية في أستراليا وأود أيضا أن أشكر مرفق التصنيع الوطنية الأسترالية للسيد SU-8 لطباعة microcontact. ويدعم SHN من قبل وزارة التعليم العالي وماليزيا يونيفرسيتي سينز ماليزيا.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ملابس
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| تلطيخ الغطاء توماس | ساينتيفيك | 8542 E40 | رف غطاء |
| فرن | الموثق | ED 53 سلسلة | |
| رقاقة السيليكون | كويست | 708-007 | البورون مخدر < ؛ 100> رقاقة ، قطر 4 بوصة ، 500 مو ؛ م ، جانب واحد مصقول |
| GM1070 SU-8 مقاوم للضوء | Gersteltec Sarl | ||
| SU-8 المطور | Gersteltec Sarl | ||
| Sylgard 184 عامل معالجة | داو كورنينج | ||
| سيلجارد 184 المطاط الصناعي بريبوليمر | داو كورنينج | ||
| PLL-PEG-البيوتين (20٪) | SuSos AG | PLL (20) -g [3.5] -PEG (2) / PEG (3.4) - البيوتين (20٪) 1 | مجم / مل في PBS |
| Fluorescein | Sigma | 46955 | 1 ملي مولار في PBS |
| Streptavidin-AlexaFluor350 | Invitrogen | S-11249 | 1 مجم / مل في PBS |
| Biotin-4-fluorescein | Invitrogen | B-1370 | 0.03 & mu ؛ ز /&مو; ل في PBS |
| Biotin-RGD | GenScript | SC1208 | 0.03 مجم / مل في PBS |
| Syto 64 Red | Invitrogen | S-11346 | 1 & mu ؛ M في PBS |
| لزجة الشريحة chemotaxis 3D | نفس | المصدر 80328 | |
| 200 & ل طرف مشطوف أصفر | Greiner Bio-One | 739261 | |
| Vaseline | Sigma | 16415 | |
| شمع البارافين ، MP 55-57 درجة ؛ C | Sigma | 327204 | |
| Nano eNabler 10 & mu ؛ م ناتئ | BioForce | SPT-S-C-10s | |
| صورة J البرمجيات | المعهد الوطني للصحة | rsbweb.nih.gov/ij/download.html< / a> | |
| المكون الإضافي للتتبع اليدوي | فابريس كورديلي &# 232 ؛ res | rsb.info.nih.gov/ij/plugins/track/track.html | |
| chemotaxis and Migration Tool | Ibidi GmbH | www.ibidi.com/applications/ap_chemotaxis.html |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن