Name: Silizium-Mikrochips zur Manipulation Zell-Zell-Interaktion (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-08-30T00:00:00.000+00:00
Duration: 23 min 21 s
Description: Erfahren Sie die dynamische Manipulation von Zell-Zell-Interaktionen zwischen Hepatozyten und Stromazellen auf Silizium-Mikrochips. Diese Methode ermöglicht präzise Untersuchungen zellulärer Kommunikation in der Entwicklungsbiologie.

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Die Autoren bedanken sich Salman Khetani, Jared Allen, Chris Flaim und Austin Derfus für hilfreiche Diskussionen während des Prozesses der Entwicklung dieses Gerätes. Diese Arbeit wurde von der National Science Foundation Fakultät Early Career Development Program, National Institutes of Health / National Institute of Diabetes and Digestive und Nierenkrankheiten, und der David and Lucile Packard Foundation unterstützt. EEH wurde von einem Ruth L. Kirschstein National Research Service Award unterstützt.

Vorbereitung von Zellkulturen: <ol><li> Beginnen Sie mit Silizium-Teile mit Plasma behandelte Polystyrol beschichtet. </li><li> Coat Teile mit entsprechenden Proteine ​​der extrazellulären Matrix zu unterstützen Befestigung der gewünschten Zelltyp. Für Hepatozyten, in 50 g / ml Collagen-1-Lösung bei 37 ° C für 45 min inkubieren. Für 3T3-Fibroblasten, ist keine Matrix benötigt. </li><li> Lock-Teile mit ergänzenden Teilen in Berührung Konfiguration. </li><li> Tauchen Sie ein in 70% Ethanol für mindestens 10 min zu sterilisieren. Spülen Sie 2x in ddH 2 O, und 1x in Zellkulturmedien. </li><li> Seed-Zellen bei einer Konzentration von 500.000 Zellen / ml in dem entsprechenden Kulturmedium. Verwenden Sie 1 ml in jede Vertiefung einer 12-well-Kulturplatte. </li><li> Inkubation für 1 h Schütteln alle 15 min wieder auszusetzen Zellen gleichmäßig. </li><li> Wenn ein Monolayer nicht nach 1 Std. erreicht worden, saugen die Zellsuspension und wiederholen Impfen mit einer frischen Suspension. Wiederholen, bis die gewünschte Zelldichte erreicht ist. </li><li> Entfernen Sie die komplementären Teile. Transfer-Teile an die frische Brunnen beimpft und über Nacht, damit Zellen zu halten und zu verbreiten voll. </li><li> Form Co-Kulturen durch Sperren entsprechenden Teile entweder in die Lücke, oder wenden Sie Konfiguration. Die Konfiguration kann an jeder beliebigen Stelle während der Kultur geändert werden. </li><li> Beim Wechsel Medien kümmern zu verlassen Zellen trocknen so wenig Zeit wie möglich, vorzugsweise nur ein oder zwei Sekunden. Draw aus Flüssigkeit mit einer Hand und sofort zu ersetzen, Medien mit der anderen Hand. </li></ol> Verarbeitung von Silizium Teile zur Wiederverwendung: <ol><li> Streifen-Zellen durch Einweichen in Bleich-und Spülen mit Wasser. </li><li> Lassen Teile vollständig trocknen. Tauchen Sie ein in Toluol 2 h auf Polystyrol Streifen. </li><li> Clean in Piranha-Lösung (1:2 H 2 O 2: H 2 SO 4) auf 120 ° C. </li><li> Spülen für 15 min unter einem kontinuierlichen Fluss von ddH 2 O. Wenn Sie nicht vorhaben, Polystyrol sofort einzahlen, speichern Sie die Teile in Wasser. </li><li> Lösen Polystyrol in Toluol bei 100 mg / ml. Vortex in Polypropylen konisch für ca. 1 Std., oder bis es vollständig gelöst. Ein wenig mehr als 1 ml der Lösung ist für alle 10 Teile erforderlich. </li><li> Spin Mantel Polystyrol-Lösung auf einzelne Silizium-Teile bei 2.400 rpm für 30 sec. </li><li> Backen Sie für mindestens 5 h bei 120 ° C. </li><li> Behandeln Sie mit Sauerstoffplasma (200 mTorr, 200 W) für 1 min. </li></ol>

<ol><li>Hui, E. E., Bhatia, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micromechanical+control+of+cell-cell+interactions%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Micromechanical control of cell-cell interactions.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 104, 
	
 <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=17389399&ordinalpos=2&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum">http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=17389399&ordinalpos=2&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum</a> 5722-5726 (2007).</li>
<li>Bhatia, S. N., Balis, U. J., Yarmush, M. L., Toner, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+cell-cell+interactions+in+preservation+of+cellular+phenotype%3A+cocultivation+of+hepatocytes+and+nonparenchymal+cells%5BTitle%5D)+AND+%22The+FASEB+Journal%22%5BJournal%5D)">Effect of cell-cell interactions in preservation of cellular phenotype: cocultivation of hepatocytes and nonparenchymal cells.</a> The FASEB Journal. 13, 
	
 <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=10544172&ordinalpos=2&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum">http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=10544172&ordinalpos=2&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum</a> 1883-1900 (1999).</li>
<li>El-Ali, J., Sorger, P. K., Jensen, K. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cells+on+Chips%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Cells on Chips.</a> Nature. 442, 
	
 <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=16871208&ordinalpos=2&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum">http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=16871208&ordinalpos=2&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum</a> 403-411 (2006).</li>
</ol>

Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Dieses System ist einzigartig, da es die räumliche Organisation von Gewebe, um dynamisch auf der zellulären Ebene manipuliert werden können. Folglich hat dieses Gerät eine Reihe von neuartigen biologischen Experimente aktiviert, Spanning Themen wie interzellulären Signalübertragung Dynamik, wenden Sie vermittelte im Vergleich zu löslichem Signalisierung, Zellschicksal Entscheidungen, Toxikologie und zelluläre Übersprechen. Dieses Gerät sollte weitgehend verallgemeinerbar, da die Kultur Substrat Standard Gewebekultur Kunststoff, und das Syst...

<table><tbody><tr><td>Silizium-Kamm-Substrate</td><td>Werkzeug</td><td>N/V</td><td>N/V</td><td>Teile sind für kollaborative Forschungsprojekte verfügbar. Bitte kontaktieren Sie Elliot Hui (eehui @ alum . mit . edu) oder Sangeeta Bhatia (sbhatia @ mit . edu).</td></tr></tbody></table>

silizium-mikrochips zur manipulation zell-zell-interaktion

Silicon Microchips for Manipulating Cell-cell Interaction

Die Rolle der zellulären Mikroumgebung ist entscheidend bei der Bestimmung Zellschicksals und Funktion in nahezu allen Säugetiergewebe von der Entwicklung zur malignen Transformation anerkannt. Insbesondere hat die Interaktion mit benachbarten Stroma in einer Vielzahl von biologischen Phänomenen in Verbindung gebracht, jedoch begrenzen konventionellen Techniken die Möglichkeit, die räumlichen und dynamischen Elementen solcher Wechselwirkungen zu verhören. In Mikromechanische Reconfigurable Kultur (RC), beschäftigen wir eine mikromechanische Silizium-Substrat mit beweglichen Teilen zur dynamischen Steuerung von Zell-Zell-Interaktionen durch mechanische Neupositionierung. Bisher wurde diese Methode angewendet, um interzelluläre Kommunikation in Co-Kulturen von Hepatozyten und Nicht-Parenchym-Zellen zu untersuchen, zeigen zeitabhängige Wechselwirkungen und eine begrenzte Reichweite für lösliche Signalisierung 1. Hier beschreiben wir im Detail die Herstellung und Verwendung der RC-System. Wir beginnen mit der Demonstration der Handhabung des Gerätes Teile mit einer Pinzette, einschließlich Betätigung zwischen dem Spalt und Kontakt-Konfigurationen (Zellpopulationen durch einen schmalen 80-um Spalt getrennt, oder in direkten engen Kontakt). Als nächstes haben wir ausführlich den Prozess der Vorbereitung der Substrate für die Kultur und die multi-step Zellaussaat Verfahren zur Gewinnung von konfluenten Zellrasen erforderlich. Mit Live-Mikroskopie, wir dann zeigen, Echtzeit-Manipulation von Zellen zwischen den verschiedenen möglichen experimentellen Konfigurationen. Schließlich zeigen wir die Schritte, die erforderlich sind, um die Oberfläche der Vorrichtung für die Wiederverwendung zu regenerieren: Toluol und Piranha Reinigung, Polystyrol-Beschichtung und Sauerstoff-Plasma-Behandlung.

Dieser Artikel beschreibt einen experimentellen Ansatz zur dynamischen Regulation der Zell-Zell-Wechselwirkungen zwischen adhärenten Zellen im Mikrometerbereich. Manipulation der interzellulären Kommunikation zwischen Hepatozyten und Stromazellen nachgewiesen ist. Die entwickelte Plattform ermöglicht Untersuchung von Zell-Zell-Interaktionen in einer Vielzahl von biologischen Prozessen, einschließlich der Entwicklung und Pathogenese.

Silizium-Mikrochips zur Manipulation Zell-Zell-Interaktion

Die Rolle der zellulären Mikroumgebung wird als entscheidend für die Bestimmung des Zellschicksals und der Zellfunktion in nahezu allen Säugetiergeweben von ...

Hallo, ich bin Elliot Hu. Ich bin Postdoktorand in Tias Labor am Massachusetts Institute of Technology. Heute werden wir Zellkulturen auf siliziumbasierten mikromechanischen Chips vorbereiten. Die Geräte sehen aus wie kleine Kämme, die ineinander greifen, und ermöglichen es uns, die Wechselwirkungen zwischen zwei verschiedenen Zellpopulationen präzise zu steuern.Heute werden wir die Wechselwirkung zwischen Leberhepatocyten und unterstützenden Stromazellen untersuchen. Insbesondere werden Drei-T-Drei-Fibroblasten auf der Oberseite der Kämme kultiviert, sodass man durch Verschieben der Kammzinken die Zellen bewegen und ihre räumliche Anordnung verändern kann. Jedes Gerät ist in zwei Teile unterteilt, die in zwei möglichen Konfigurationen zusammenrasten.Die erste Variante bringt die beiden Zellpopulationen in direkten Kontakt miteinander. Die zweite Variante trennt die beiden Populationen leicht voneinander, sodass die Zellen sich nicht berühren können. Hier werden Kontaktkommunikationen verhindert, aber Interaktionen über sezernierte Faktoren erhalten. Beginnen wir mit der Erläuterung, wie man die Teile mit einer Pinzette handhabt. Ich verwende gerne sowohl größere Teflon-Pinzetten a

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Research

Forschung

JoVE Journal

Biology

Biologie

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Dieses Protokoll beschreibt eine Mikro-kompatible Methode zur Zellstrukturierung auf SiO 2. Eine vordefinierte Parylene-C Design ist fotolithographisch auf SiO 2-Wafer gedruckt. Nach der Inkubation mit Serum (oder andere Aktivierungslösung) Zellen anhaften speziell auf (und wachsen nach der Konformität) zugrunde liegenden Parylene-C, und dabei von SiO 2-Regionen zurückgeschlagen.

Musterbildung auf Photolithographische Definierte Parylene-C: SiO<sub&gt; 2</sub&gt; Substrate

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Mikrofabrizierte Bauelemente, die mit fluidischen Komponenten integriert sind, bieten eine in vitro Plattform für Zellstudien, die die in vivo Mikroumgebung nachahmen. Wir haben Mikrofluidik-Chips auf Polymethylmethacrylat-Basis entwickelt, um zelluläre Reaktionen unter einzelnen oder koexistierenden chemischen/elektrischen/scheren Stressreizen zu untersuchen.

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Erfahren Sie die dynamische Manipulation von Zell-Zell-Interaktionen zwischen Hepatozyten und Stromazellen auf Silizium-Mikrochips. Diese Methode ermöglicht präzise Untersuchungen zellulärer Kommunikation in der Entwicklungsbiologie.

Silizium-Mikrochips zur Manipulation Zell-Zell-Interaktion

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