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DOI: 10.3791/61937-v
Katelyn A. Cabral1, David M. Patterson2, Olivia J. Scheideler1, Russell Cole3, Adam R. Abate4,5,6, David V. Schaffer7,8, Lydia L. Sohn9, Zev J. Gartner2,6,10
1Graduate Program in Bioengineering,University of California San Francisco and University of California Berkeley, 2Department of Pharmaceutical Chemistry,University of California San Francisco, 3Scribe Biosciences, 4Department of Bioengineering and Therapeutic Sciences,University of California San Francisco, 5California Institute for Quantitative Biosciences,University of California San Francisco, 6Chan Zuckerberg Biohub,University of California San Francisco, 7Department of Chemical & Biomolecular Engineering,University of California Berkeley, 8Helen Wills Neuroscience Institute,University of California Berkeley, 9Department of Mechanical Engineering,University of California Berkeley, 10Center for Cellular Construction,University of California San Francisco
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
This article presents a protocol for micropatterning cells at single-cell resolution using DNA-programmed adhesion. The method employs a benchtop photolithography platform to create DNA oligonucleotide patterns on glass slides, facilitating precise cell adhesion and culture.
在这里,我们提出了一种使用DNA程序化粘附的单细胞分辨率的微模式细胞方案。该协议使用台式光刻平台在载玻片上创建DNA寡核苷酸的图案,然后用市售的互补寡核苷酸标记细胞膜。寡核苷酸的杂交导致程序化的细胞粘附。
CMOD Pack允许您以非常高的精度对细胞进行图案化,并以2d或3d形式培养它们。这为研究细胞 - 细胞相互作用和引擎新组织的形态发生开辟了机会。这种技术的主要优点是其他实验室很容易采用,不需要洁净室,专用设备或定制合成试剂。
首先使用一次性移液管将一小滴正片光刻胶滴到醛载玻片上。使用旋转编码器以3000 RPM的速度旋转载玻片30秒,然后将其放在100摄氏度的热板上1.5分钟以交叉链接光刻胶。从热板上取出载玻片,在载玻片顶部放置一个具有所需功能的光掩模,用一块玻璃将其称重,然后在不透明的盒子中覆盖整个设置。
用紫外灯将装置暴露两分钟,通过将载玻片浸入显影剂溶液中三到五分钟来显影,然后用水冲洗掉多余的显影剂溶液,在空气或氮气流下干燥。在显微镜下观察这种光,以确认光刻的成功并将其存储在黑暗中。将20微摩尔胺修饰的寡核苷酸溶液液滴到载玻片的每个照片图案区域,并使用移液器尖端将液滴轻轻地扩散到整个区域,注意不要划伤载玻片,在65摄氏度的烤箱中烘烤载玻片直到DNA溶液完全干燥,通过将烘烤的载玻片和15厘米的细胞培养皿置于通风橱顶部进行还原胺化的摇床。
将100毫克硼氢化钠轻轻混合在40毫升PBS中,然后将其添加到盘子中。然后打开摇摇杯15分钟。反应后,用0.1%十二烷基硫酸钠洗涤该载玻片两次以除去未反应的DNA。
然后用水清洗载玻片三次。在氮气或空气流下驱动此幻灯片。最后用丙酮冲洗以除去剩余的光刻胶。
按照手稿文本中所述准备四微摩尔通用锚栓和适配器溶液,并在PBS中制备20微摩尔通用共锚固溶液。通过将细胞沉淀重悬于一毫升冰冷的PBS或血清游离培养基中,并将一至300万个细胞转移到1.5毫升微型离心管离心机中来制备细胞悬浮液。以160倍G离心4分钟。
将获得的细胞沉淀重悬于75微升冰冷PBS或血清游离培养基中,并加入75微升制备的微摩尔通用锚和适配器溶液。充分混合并在冰上孵育五分钟,向管中加入15微升通用共锚固溶液并充分混合,然后将样品在冰上孵育五分钟。要从细胞悬浮液中除去多余的寡核苷酸,将一毫升冰冷的PBS或无血清培养基加入试管中,然后用移液管混合。
通过在4摄氏度下以160倍G离心四分钟来沉淀细胞,然后丢弃上清液。再重复此步骤两次。将细胞重悬于冰COL PBS或血清游离培养基中,以产生每毫升至少2500万个细胞的细胞密集溶液,稍微倾斜图案载玻片,然后将25微升的细胞悬浮液加入到每个流通池的入口处。
从出口中取出PBS和1%BSA溶液,让细胞悬浮液充满PDM流通池。在冰上或室温下孵育30秒,从载玻片的出口吸入五微升的细胞悬浮液,然后将其重新加入入口。每个流通池重复此操作10次。
将PBS或无血清培养基轻轻移入每个流通池的入口处,以洗出多余的细胞并从出口收集细胞悬浮液。重复此操作两到四次,直到载玻片上没有多余的细胞残留。对于3d培养,制备含有2%DNA的水凝胶前体溶液,并将其50微升加入每个流通池的入口处。
从出口吸出多余的液体,将水凝胶溶液驱动到流通池中。将载玻片在37摄氏度下孵育30至45分钟,以使水凝胶凝固并切割细胞与表面之间基于DNA的粘附。将50微升水凝胶前体加入两孔室载玻片或六孔板的孔中。
在每个流通池的两侧移取10微升PBS。使用剃须刀片将其沿着流通池的整个长度分布,或找到点镊子,轻轻抬起流通池的侧面,使PBS冲入水凝胶下方。使用剃须刀刀片,通过反转滑块将流通池移动到滑块的边缘,并将流通池从滑块上推开,使其落在剃须刀刀片的顶部。
使用弯曲的镊子从剃须刀片上取通池。反转流动细胞,使细胞位于底部,并将它们放在水凝胶前体溶液液滴的顶部。孵育至少30分钟,以便含有图案细胞的水凝胶可以与水凝胶衬垫结合,从而完全嵌入图案细胞。
取出流通池并将其完全浸入培养基中。使用弯曲的镊子轻轻推流通池,直到它弹出并漂浮到介质中,然后将其丢弃。DNA的定量斑点粘附在CMO标记的细胞上,其增加。
作为CMO浓度的函数,表示为三个实验的平均值和标准偏差。DNA模式以洋红色显示,粘附的CMO标记细胞在不同浓度的CMO下以青色显示。此处显示了CMO标记的huvecs和LMO标记的huvecs的比较,这些 huvecs 粘附在线性DNA模式上。
单个MDCKs模式VSC MOD包,并转移到孔凝胶中,在培养五天后能够增殖和极化。多层多细胞聚集体是通过交替标记有互补CMO的细胞层而产生的。多个独特的细胞群可以高精度地一起建模,而不会交叉污染。
当尝试这种方案时,在将细胞添加到载玻片时具有致密的细胞悬浮液至关重要,以便最大限度地增加细胞粘附在DNA斑点上的机会。
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