שיטה להרכבה של שיפועים ודבק מסיסים בתא מיקרוסקופי למחקרי נדידת תאי חיים מתוארת. הסביבה המהונדסת משלבת משטחי antifouling ופסי דבק עם שיפועי פתרון ולכן מאפשרת אחת כדי לקבוע את החשיבות היחסית של רמזי הדרכה.
מאמר שיטה
שיטה להרכבה של שיפועים ודבק מסיסים בתא מיקרוסקופי למחקרי נדידת תאי חיים מתוארת. הסביבה המהונדסת משלבת משטחי antifouling ופסי דבק עם שיפועי פתרון ולכן מאפשרת אחת כדי לקבוע את החשיבות היחסית של רמזי הדרכה.
תאים יכולים לחוש ולהעביר לריכוזים גבוהים יותר של רמזים דבקים כגון גליקופרוטאינים של מטריקס ורמזים מסיסים כגון גורמי גדילה. כאן, אנו מתארים שיטה ליצירת שיפועים מנוגדים של רמזים דבקים ומסיסים בתא microfluidic, אשר תואם עם הדמית תא חייה. קופולימר של פולי-L-ליזין ופוליאתילן גליקול (PLL-PEG) הוא מועסק passivate coverslips זכוכית ולמנוע ספיחה הלא ספציפית של ביומולקולות ותאים. , הדפסת microcontact הבאה או לטבול יתוגרפיה עט המשמשת ליצירת רצועות של streptavidin על משטחי פסיבציה לשמש כעיגון נקודות לפפטיד החומצה ארגינין-גליצין-אספרטית (RGD) biotinylated כמקל דבק. מכשיר microfluidic ממוקם על פני השטח השונים ומשמש ליצירה הדרגתית של רמזים דבקים (100% RGD לRGD 0%) על מסילות streptavidin. לבסוף, באותו המכשיר microfluidic משמש ליצירת שיפוע suc chemoattractantח כסרום עוברי שור (FBS), כאות המסיסה בכיוון ההפוך של השיפוע של רמזים דבקים.
נדידת תאי בימוי היא מאפיין בסיסי של תאים רבים והיא היבט מרכזי של תהליכים פיסיולוגיים רבים נורמלים, כולל התפתחות עוברית, הגנה מפני זיהומים וריפוי פצעים. בנוסף, נדידת תאים גם ממלאת תפקיד מרכזי במחלות רבות כגון מחלות לב וכלי דם, גרורות של תאים סרטניים ו1,2 דלקת כרונית. בעוד המדינות הקלסיות של נדידת תאים - הקיטוב, מאריך בליטה, היווצרות הידבקות, דור כוח והנסיגה אחורית - מתקבלות בדרך 3,4, הבהרת מנגנוני חלל ובזמן שבו שילוב האות תואם כבר יותר מאתגר.
מטריקס (ECM) משמש כמצע להדבקת תא, ובכימי גלומים 5 ו 6 גיוון פיזי, מספק רמזים כיוונית לתא ניווט 7,8. בנוסף לרמזים האלה דבקים 9, גורמים מסיסים 10-12 </ Sup> כגון כמוקינים וגורמי גדילה יכולה לגרום לנדידת תאים נוהל באמצעות קולטנים chemoattractant ואיתות motogenic מורד הזרם שלהם. נכון לעכשיו, לא ידוע האם התקשרות ואיתות דרך הקולטנים הידבקות (כלומר integrins) או קולטנים chemoattractant, כגון טירוזין קינאז רצפטור (RTK), הן דומיננטית. זה גם לא ידוע אם היררכיות של מערכות רצפטור הן ספציפיות סוג תא.
מיקרוסקופיה תא חייה מעניקה שפע של מידע שאינו נגיש במבחנים בתפזורת וניתן בשילוב עם מכשירי microfluidic לייצר גרדיאנטים של רמזים משותקים 13,14 ומסיסים 15 16. השיטה המתוארת כאן מנצלת סדרה של צעדים פשוטים ומקובלים לשינוי פני שטח בשיתוף עם קאמרי microfluidic זמינה מסחרי כדי ליצור assay הדמיה לנדידת תאים שיכול בקלות להיות מיושמים במעבדת ביולוגיה של תא (איור 1). התאסףמכשיר microfluidic יש איכויות אופטיות הניתנות להשוואה לזכוכית 17 והשיפועים של מולקולות diffusible הם יציבים במשך לפחות 16 שעות. המערכת יכולה לשמש לשיטות מיקרוסקופיה epifluorescence ומתקדמות. בניגוד setups Chemotaxis האחר 18, מערכת זו היא מתאימה להקלטה נודדת לאט תאים, נדבק. חשוב לציין, המערכת היא מודולרית, ומאפשרת בקלות את ההקדמה של דבק חלופי או רמזי הגירה מסיסים ובחינה של סוגי תאים שונים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. פסיבציה של Coverslips זכוכית עם PLL-PEG-ביוטין
צעד זה נועד passivate פני השטח כך שתאים לדבוק ונודדים אל אזורים ספציפיים על coverslip הזכוכית שנוצרים עם הדפסת microcontract (שלב 2-3 א) או לטבול יתוגרפיה העט (שלב 3 ב). לפסיבציה, שיתוף פולימר של פולי-L-ליזין (PLL) ופוליאתילן גליקול (PEG) משמש בו 20% ממולקולות PEG הם השתילו לביוטין (PLL-PEG-יוטין).
2. המצאה של חותמות להדפסת microcontact
אנו מתארים שני תהליכים למסלולי streptavidin דפוס על גבי זכוכית coverslips פסיבציה. הראשון, כניסת המיקרופוןהדפסת rocontact, בדרך כלל דורשת ייצור של אדון סיליקון שממנו חותמת PDMS נפלה. במקרה שלנו, הדפוס על בול PDMS הם 100 קווי רוחב מיקרומטר שהם מרווחים 290 מיקרומטר מרכז למרכז בגובה תכונה של 25 מיקרומטר. בהמשך, נתאר בקצרה כיצד לפברק אדון מתאים סיליקון (שלב 2.1-2.3) וחותמת PDMS (שלב 2.4). עם זאת, קיימים פרוטוקולים מרובים עבור הדפסת microcontact תוארו בספרות 19-23, אשר מתאימות להדפסת תבניות חלבון על coverslips זכוכית. מאסטרס יכול גם להיות מותאם אישית עשה ונרכש ממקורות מסחריים.
3. Streptavidin דפוסים או רמזים דבקים על Coverslips הזכוכית פסיבציה
לאחר passivating coverslips זכוכית, דפוסי חלבון מודפסים עם הדפסת microcontact (3a סטפ) או ליתוגרפיה מטבל עט (שלב 3 ב). במקרה שלנו, streptavidin מודפס כקווים, המהווים את הבסיס לשיפועי RGD (שלב 4). אותו הנוהל יכול לשמש גם להדפסת חלבוני מטריצה ליצור דפוסים דבקים.
שיטה חלופית להדפסת microcontact לדפוסים של ביומולקולות על משטחים היא לטבול יתוגרפיה עט. בטבילת יתוגרפיה העט, שלוחה משמשת להעברת נפח קטן של פתרון על פני השטח. גודל cantilevers, viscosity מהפתרון, פנה זמן של השלוחה על פני השטח, hydrophobicity של פני השטח והלחות בתא הדפוס לקבוע את הגודל של התכונות המודפסות. יתרונה של שיטה זו הוא שדפוסים שונים ניתן להדפיס עבור כל ניסוי, שכן אין צורך לפברק אדונים ובולים. החסרון הוא שזה לוקח יותר זמן להדפיס דפוס נתון ושטבילת יתוגרפיה העט דורשת מכשיר מומחה שלא יהיה זמין במעבדות רבות. מכשיר יתוגרפיה בעט שהשתמשנו היה NanoeNabler מBioforce הנם. כאן, אנו מודפסים נקודות קטנות שהיו <10 מיקרומטר בקוטר, שעבורו השתמש SPT10 cantilevers.
3 א. Microcontact הדפסת טכניקה (μCP)
ב 3. טובלי יתוגרפיה העט
4. יצירת Gradients דבק על משטחי streptavidin-דפוס
אנו יוצרים גרדיאנטים דבקים של ביוטין RGD-coverslips על הזכוכית כי הם מצופים בstreptavidin (3 איור) או שיתוףדפוסי ntain streptavidin על coverslips הזכוכית פסיבציה (איור 5). כדי ליצור שיפוע פני שטח, השתמש מכשיר microfluidic זמין מסחרי (הנקרא דביקה שקופיות Chemotaxis 3D מIbidi) שיוצר שיפוע פתרון יציב על ידי דיפוזיה פסיבית. להתחרות על אתרי הקישור streptavidin העסקנו 2 שיפועים מנוגדים של ביוטין-RGD וביוטין שלא היו מוצמד לRGD (ראה תרשים 1).
5. Labelling של תאים עם fluorophores להדמית תא חייה
תאים מסומנים עם צבעי ניאון המסייעים מעקב תא מתחת למיקרוסקופ פלואורסצנטי. בדיקות נפוצות הן סמני אברון ניאון, כגון Syto 64 אדום, שמתייג את גרעין התא. לשם כך, תאים נשטפים 1 שלוש פעמים עם PBS, אז מודגרות עם 64 מיקרומטר אדומים 1 Syto בתקשורת התרבות עבור 45 דקות ולבסוף שטפו שלוש פעמים נוספות עם PBS. שים לב שתאים לא צריכים להיותהמשיך בPBS לתקופות זמן ארוכים.
צבעים חלופיים למעקב תא הם סדרת CellTracker שכתם ציטופלסמה ונשמרים במהלך נדידת תאים וחטיבה. Transfection של תאים עם חלבון היתוך ניאון שימושי במיוחד כדי להקליט את הפצות subcellular של חלבון של עניין במהלך נדידה. עם זאת, בדרך כלל חלבוני ניאון צילום אקונומיקה מהר יותר מאשר צבעים אורגניים, כך שתצפיות ארוכות הטווח עשויים להיות בלתי אפשריים.
6. טעינה של תאים בצבע מסיס להתקני מיקרופלואידיקה
7. חי הדמית תא וניתוח נתונים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כדי להבין כיצד תא לשלב אותות נודדים 25, פתח שיטה לתמונת תאים עם מיקרוסקופ פלואורסצנטי שנודדים בסביבה עם שיפועים דבקים ומסיסים מתחרים (איור 1). רצועות דבקות שהכילו streptavidin ניאון וRGD biotinylated נוצרו עם רצועות microcontact המודפסות ולטבול יתוגרפיה העט (איור 2). הדפסת microcontact מוצלחת מצוינת על ידי קו הפרופיל של עוצמת הקרינה שבו חוצה את מסילת פסי דבק ואזורים אנטי עכירות יכולים בבירור ניתן להבדיל (האיור 2b). הנקו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בפרוטוקול זה, אנו משמשים מכשיר microfluidic זמין מסחרי (דביקת שקופיות Chemotaxis 3D מIbidi) כדי לחקור את ההשפעות של משטחי שינוי כימי והדרגות chemoattractant על נדידת תאים. התקנת microfluidic זה אינה דורשת זרימה בגלל השיפוע הוא הוקם על ידי דיפוזיה לאורך הערוץ. זה חשוב כי תזרים יכול להשפיע באופן דיפרנציאלי תאים נודדים לאט כגון פיברובלסטים שיוצרים הידבקויות מוקד יציבות ותאים נודדים מהירים כמו רוב leukocytes שיוצרים מתחמי מוקד קטנים וסינפסות 26. מאמץ גזירה מהזר...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אין לנו אינטרסים מסחריים כדי לגלות.
החוקרים מכירים במימון מהמועצה למחקר האוסטרלית והבריאות הלאומיות ומועצה למחקר הרפואי של אוסטרליה וגם רוצים להודות המתקן הלאומי באוסטרליה ייצור עבור SU-8 האב להדפסת microcontact. SHN נתמך על ידי משרד חינוך הגבוהה למלזיה וUniversiti Sains מלזיה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| תלבושות מכתים מזכוכית | כיסוי תומס סיינטיפיק | 8542 E40 | מתלה |
| לתנור | קלסר | ED 53 פרוסת | |
| סיליקון | קווסט | 708-007 | בורון מסומם < 100> רקיק, קוטר 4 אינץ', 500 μ m, צד יחיד מלוטש |
| GM1070 SU-8 פוטו-רזיסט | Gersteltec Sarl | ||
| SU-8 מפתח | Gersteltec Sarl | ||
| Sylgard 184 חומר ריפוי | Dow Corning | ||
| Sylgard 184 אלסטומר prepolymer | Dow Corning | ||
| PLL-PEG-biotin (20%) | SuSos AG | PLL(20)-g[3.5]-PEG(2)/PEG(3.4)-ביוטין (20%) | 1 מ"ג/ מ"ל ב-PBS |
| Fluorescein | Sigma | 46955 | 1 מ"מ ב-PBS |
| Streptavidin-AlexaFluor350 | Invitrogen | S-11249 | 1 מ"ג/מ"ל ב-PBS |
| ביוטין-4-פלואורסצאין | Invitrogen | B-1370 | 0.03 μ g/μ l ב-PBS |
| Biotin-RGD | GenScript | SC1208 | 0.03 מ"ג/מ"ל ב-PBS |
| Syto 64 Red | Invitrogen | S-11346 | 1 μ M in PBS |
| Sticky slide chemotaxis 3D | Ibidi | 80328 | |
| 200 μ l גריינר קצה משופע צהוב | Greiner Bio-One | 739261 | |
| וזלין | סיגמא | 16415 | |
| שעוות פרפין, mp 55-57 ° C | Sigma | 327204 | |
| Nano eNabler 10 μ m שלוחה | BioForce | SPT-S-C-10s | |
| Image J תוכנה | המכון הלאומי לבריאות | rsbweb.nih.gov/ij/download.html | |
| תוסף מעקב ידני | Fabrice Cordeliè res | rsb.info.nih.gov/ij/plugins/track/track.html | |
| Chemotaxis and Migration Tool | Ibidi GmbH | www.ibidi.com/applications/ap_chemotaxis.html |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה