מאמר שיטה

מישורי צבע מערכת דיפוזיה לחקירת Chemotaxis בקולגן מטריקס 3D

DOI:

10.3791/52948

12 ביוני 2015

במאמר זה

סיכום

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

נדידת תאים היא חלק חשוב בהתפתחות ובחיים האנושיים. על מנת להבין את המנגנונים שיכולים לשנות את נדידת התאים, אנו מציגים מערכת דיפוזיה של שיפוע מישורי כדי לחקור כימוטקסיס במטריצת קולגן תלת מימדית, המאפשרת להתגבר על מגבלות תא הדיפוזיה המודרניות של מבחנים קיימים.

תקציר

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ניתן לראות את חשיבות נדידת התאים דרך התפתחות חיי האדם. כאשר תאים נודדים, הם מייצרים כוחות ומעבירים את הכוחות הללו לסביבתם, מה שמוביל לתנועת תאים ונדידה. על מנת להבין את המנגנונים שיכולים לשנות ו/או להשפיע על נדידת התאים, ניתן לחקור את הכוחות הללו. בתיאוריה, הבנת המנגנונים והכוחות הבסיסיים העומדים בבסיס נדידת התאים טומנת בחובה הבטחה לגישות יעילות לטיפול במחלות ולקידום השתלת תאים. למרבה הצער, תאי כימוטקסיס מודרניים שפותחו מוגבלים בדרך כלל לשני ממדים (2D) ויש להם שיפועי דיפוזיה מורכבים המקשים על פירוש הניסוי. לשם כך, פיתחנו, ותיארנו במאמר זה, תא צפייה ישירה למחקרי כימוטקסיס, המאפשר להתגבר על מכשולים מודרניים בתא הכימוטקסיס המסוגלים למדוד כוחות תאים וריכוז ספציפי בתוך התא בסביבה תלת מימדית כדי לחקור נדידת תאים תלת מימדית. משכנעת יותר, גישה זו מאפשרת למדל בהצלחה דיפוזיה באמצעות מטריצות קולגן תלת מימדיות ולחשב את מקדם הדיפוזיה של חומר כימואטרקטיבי באמצעות ריכוזים שונים מרובים של קולגן, תוך שמירה על המערכת פשוטה וידידותית למשתמש עבור ניתוח מיקרוסקופ כוח משיכה (TFM) ומתאם נפח דיגיטלי (DVC).

מבוא

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

התנועה העדיפה תאי כיוון מפל ריכוזים, הידוע בשם chemotaxis, ממלאת תפקיד חשוב בתהליכים פתולוגיים ופיסיולוגיים בגוף. דוגמאות כאלה הן ריפוי עור ורירית פצע 1, המורפוגנזה 2, דלקת 3, ו4,5 צמיחת גידול. כמו כן, הוכיח כי תאים סרטניים יכולים לנדוד דרך שתי אסטרטגיות תא-ההגירה האישיות וקולקטיביות 6. יתר על כן, מנגנוני חוסר יציבות diffusional יכולים לגרום להפרדה של תאים בודדים או התקבצו מגוף / אובייקט tumorous ואז יכול לעלות לכיוון מקור של חומרים מזינים ובכך לפלוש אזורים ורקמות 7 רחבים יותר.

יתר על כן, הוכיח כי מנגנוני הגירה מגוונים יכולים להיות פעילים ב2D וב3D, בשל תפקידים שונים של מולקולות הידבקות 8. לכן, מעבר לרלוונטי מבחינה פיזיולוגית במבחני מבחנה לחקור תנועתיות תא בmeasureablדואר ודרך פשוטה הוא בעל משמעות בהבנת תנועת תא תופעות 9. למרבה הצער, הקושי בניתוח נדידת תאים, assay chemotaxis כימות מקיף בדרך כלל דורש שיטה מייגע ארוכה, שנוסדה על המדידה של דגמי תנועתיות תא ותופעות תחבורה נטולי פניות.

גישות ניסיוניות עבר לחקור chemotaxis תא כוללות תא וידן 10 ומתחת assay agarose 11. עם זאת, בתוך מבחני המוקדמים אלה, ניסויי נדידת תאים לא לפקח על התנועה בכבוד לעת. יותר, וחשוב, הדרגתיים ריכוז המשמש לניסויים אינם מוגדר היטב או מובן לחלוטין תוך שמירת האיתות ללא יותר מכמה שעות בלבד. יתר על כן, ניסיונות קאמריים chemotaxis מוקדם מוגבלים נדידת תאים לשני ממדים ולא לאפשר אחד כדי לפקח על קינטיקה של הגירה 12. מסתכל על חדר בוידן, assay נקודות קצהלא יאפשר לחוקר לבחון הגירה מבחינה ויזואלית ולא יכל להבחין ישירות chemotaxis (תנועה כיוונית) מchemokinesis (תנועה אקראית). בנוסף, מספר משתנה-הבדלים בגודל הנקבובית ועובי של קרומי תוצרת קאמריים קשה מאוד לשחזר בקלות והסתירו את התגובה של תאים זרות לכמוקינים 13,14.

עם ההבנה החדשה של מיקרופלואידיקה, תאים חדשים ומיקרו-מכשירים נחקרו ככלי לחקור תנועת תא תחת תנאי זרימת ביניים או Chemotaxis 15,16. תחת מכשירים החדשים אלה, מדדי תא חדשים הוכנסו ונחקרו, כמו ההשפעה של לחץ גזירה על תא 17,18. לרוע המזל, תאי chemotaxis microfluidic עבר ובהווה מוגבלים מחקרים של נדידת תאים למצעים-2D נסיגה חשובה שכן רבים תהליכים ביולוגיים, כוללים פלישת תאים סרטניים וגרורות, וimנדידת תאי mune, כרוכה הגירת 3D.

תאים-בי תצפית ישירה פתרון chemoattractant הוא במגע עם ג'ל 3D המכיל תאים יש גם דיווחו גם 19,20. יש תאים אלה שני תאים, אחד המכיל chemoattractant ואחד המכיל תאים, הם הצטרפו לצד אחד את השני בצורה אופקית 21 או כטבעות קונצנטריות 22. מערכות אלה הצביעו בכיוון הנכון, אבל לא שומרות מערכת chemotaxis לתקופה ארוכה של זמן.

יתר על כן, חוקרים בחנו גם diffusivity דרך קרומי תאי קולגן בדיאליזה, כמו גם דיפוזיה של מולקולות נותב דרך דגימות קולגן נתון ללחץ ההידרוסטטי 23-25. ניסויי דיפוזיה חלק בג'ל קולגן להסתמך על שינויים פיזיים וכימיים של ג'ל באמצעות שדות מגנטיים והתאגדות כימית 26. שיטה פופולרית לדוגמנות diffusivity בcollaרקמות genous מסתמכת על ההדמיה הקרינה של photobleaching נקודה הרציף. שיטה זו חשפה אנאיזוטרופיה במקדמי דיפוזיה של מולקולות גדולות ברקמות collagenous בכיוון. ובכל זאת, photobleaching נעשה שימוש בסחוס במפרק ולא קולגן מטריצות. בעוד דומה, חייבים להתבצע ניסויי דוגמנות צורך בהבנה במיוחד מקדם דיפוזיה של ג'ל קולגן. וחשוב יותר, המערכות לא לנצל שיטה למדידת דור כוח התא.

למרבה הצער, רוב המערכות נראות חסרות מרכיבים מרכזיים אחד או שתיים למערכת אידיאלית: מאפשרים מעקב של תא, הבנת שיפוע דיפוזיה עם גורם chemotactic באמצעות המטריצה, להגדיר פשוט יחסית עם הקלות של שחזור, מזעור תאי תאים אינטראקציות, ואת היכולת למדוד יחידות ממדיות לכימות (כלומר, מהירות, כוח, ריכוז ספציפי). Moghe et al. 27 הציע מערכת שמלאה את רוב הדרישות אלה שבתאים היו בתחילה מפוזרים בג'ל ולא התרכזו בשטח המסנן, אבל היה קשה למדוד כוחות שהתא מייצר.

למטרה זו, אנו מציגים מערכת דיפוזיה השיפוע מישוריים לחקור chemotaxis במטריצת קולגן 3D, המאפשר לאדם להתגבר על מגבלות תא דיפוזיה מודרניות של מבחני קיימים, המבוסס על מיקרוסקופיה זמן לשגות, בשילוב עם טכניקות ניתוח תמונה למדוד תא כוחות בסביבת 3D. פרוטוקול זה מספק דרך פשוטה, עדיין חדשנית של יצירת תא דיפוזיה פשוטה 3D שיכול לשמש כדי לחקור chemotaxis 3D בתאים שונים.

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

פרוטוקול

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

עיצוב עובש 1. 3D וחלקים

  1. עובש
    1. לפני העבודה, לקבל ערכת אלסטומר סיליקון, חדר הדמיה תא חי, coverslip זכוכית 22 מ"מ, וקוביית מתכת אלומיניום במכונה עם ממדים 10.07 מ"מ x 3.95 מ"מ x 5.99 מ"מ. הכן את חדר ההדמיה תא החי לדפוס על ידי הצבת coverslip בבעל תחתית והרכבה שאר הקאמרית בבימויו של כספק.
    2. בשלב הבא, באמצעות מלקחיים, למקם את קוביית מתכת ואלומיניום במכונה באמצע דיור תא ההדמיה תא החי ועל גבי coverslip, ולאחר מכן מניח בצד.
    3. מערבבים פתרונות אלסטומר סיליקון על פי הפרוטוקול של היצרן לעשות 5 מיליליטר של אלסטומר.
    4. , בעזרת מרית מעבדה חד פעמית לשפוך פתרון אלסטומר סיליקון להתקנת תא הדמיה תא חי ולהבטיח שלא להזיז קוביית מתכת ואלומיניום במכונה ממוקמת. הנח את המערכת על ספסל המעבדה, בO בטוח מיקום / N לריפוי.
    5. למחרת בבוקר, לפרקחדר ההדמיה תא החי, כפי שהומלץ על ידי היצרן ולשלוף עובש באמצעות מלקחיים. בעזרת מלקחיים, לחלץ בזהירות קוביית מתכת ואלומיניום במכונה מעובש. עבור לכיור ולשטוף את התבנית עם מים ללא יונים. מניחים את התבנית על מגבת נייר לייבוש.
    6. לאחר יבש, באמצעות סכין שירות תחביב, לחתוך חריצים באמצעות העובש, במרווחים של 2.34 מ"מ מכל צד אורך, בתוך תבנית סיליקון. ודא שהיות העובש במקום בטוח ויבש עד שיהיו מוכנים לבנות המערכת לניסוי.
  2. הידרופילי והידרופובי זכוכית Coverslips הכנה
    1. כדי לאפשר את מטריצת קולגן לדבוק פני השטח, ליצור coverslips הידרופילי:
      1. בעזרת פיפטה חד פעמית, למדוד את 150 μl של 3-aminopropyl-trimethoxysilane ויוצקים פתרון בצינור 50 מיליליטר. להוסיף 30 מיליליטר של אתנול 100% לצינור 50 מיליליטר עם טפטפת חד פעמי שני ולסגור את המכסה. מערבולת הפתרון עבור 2 דקות, כדי להבטיח ערבוב מלא. Pהפתרון שלנו בצלחת פטרי מזכוכית ומניח בצד.
      2. יוצקים 15 מיליליטר של 100% אתיל אלכוהול בצלחת פטרי שנייה ומניח בצד (לוודא לתייג מנות).
      3. בעזרת פיפטה חד פעמית חדשה, למדוד את 30 מיליליטר של מים ללא יונים ויוצקים פתרון לתוך צינור 50 מיליליטר. בשלב הבא, באמצעות מדד פיפטה חד פעמי חדש מתוך 1,875 μl של glutaraldehyde ויוצקים פתרון לתוך צינור 50 מיליליטר ולסגור את המכסה. מערבולת הפתרון עבור 2 דקות, כדי להבטיח ערבוב מלא. יוצקים את התערובת לתוך צלחת פטרי שלישית, ומניח בצד.
      4. בעזרת מלקחיים, להוציא coverslip זכוכית עגולה 22 מ"מ אחד ולשטוף שני הצדדים עם 100% תערובת אתנול באמצעות פיפטה חד פעמית.
      5. מניחים coverslip זכוכית שטף לתוך 3-aminopropyl-trimethoxysilane עם 30 מיליליטר של 100% אתנול צלחת פתרון ולאפשר לשבת בפתרון במשך 5 דקות.
      6. עם מלקחיים, להוציא coverslip זכוכית ולשטוף שוב עם 100% פתרון אתנול עם פיפטה חד פעמית.
      7. זרוק coverslip זכוכית שטוף ל1,875μl של glutaraldehyde ו -30 מיליליטר של תערובת מים ללא יונים ומניחים בצד למשך 30 דקות.
      8. לאחר 30 דקות, להסיר את coverslip זכוכית עם מלקחיים ולשטוף עם מים ללא יונים ומניח על גבי O רקמה היבש / N לייבוש על RT.
      9. טבילה חוזרת coverslip ומרגש עבור coverslips לפי צורך עם הפתרונות שנוצרו זהים.
    2. הפוך coverslips הידרופובי על ידי הפרוטוקול נתון.
      1. הוסף 500 μl של tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl, של חומצה אצטית 100 μl ו19.4 מיליליטר של הקסאן בצינור 50 מיליליטר ומערבולת למשך 2 דקות. יוצקים פתרון בצלחת פטרי מזכוכית ומניח בצד.
      2. בעזרת מלקחיים נקיים, להוציא coverslip כוס אחת ושחרר לפתרון מעורב הכין עבור 2 דקות. לאחר 2 דקות חלפו, להוציא coverslip זכוכית עם מלקחיים ולשטוף עם מים ללא יונים באמצעות coverslip פיפטה והמקום הפנוי על O רקמה היבש / N לייבוש על RT. coverslip חנות בצלחות פטרי פלסטיק עד שימוש.
      3. DIPP coverslip חזורing ומרגש עבור coverslips לפי צורך עם הפתרונות שנוצרו זהים.

עצרת 2. עובש

  1. לפני שימוש בתבניות, באמצעות פיפטה חד פעמית לשטוף את התבנית עם 90% אתיל אלכוהול על מיכל פסולת כימי. בשלב הבא, למקם את התבנית בצלחת פטרי מלאה במים ללא יונים ולאפשר לשבת O / N.
  2. קח עובש מהפתרון באמצעות מלקחיים ומניחים על מגבת לייבוש באוויר לפני שמתחיל ההרכבה העובש.
  3. בעוד העובש הוא אוויר ייבוש, לחתוך את coverslips הידרופילי הריבוע לשני מלבנים מעט הגדול יותר 3.95 מ"מ x 5.99 מ"מ באמצעות כלי scribing יהלומי דיוק גבוה. להחליק כל coverslip מלבן לחתוך לתוך החריצים לחתוך לתוך תבנית סיליקון.
  4. הפוך את התבנית הפוכה ולמרוח משחה ואקום לאורך תחתית תבנית סיליקון באמצעות פיפטה חד פעמית. בשלב הבא, להפוך את התבנית בחזרה בצד ימני ולחץ על תחתית התבנית על גבי מכסה הזכוכית הידרופילי המעגלימס שפות כדי ליצור חותם.
  5. עם כפפות חד פעמיות, להרים את העובש התאסף ומקום לתוך צלחת פטרי חד פעמית ולאחר מכן ליו-מכסה המנוע. הפעל מנורת יו-ברדס UV במשך שעה 1 לעקר את התבנית לפני ניסויים מתרחש.

3. תערובת קולגן ו3D מטריקס

  1. לפני הכנת תערובת קולגן, הכתם ולהכין תאים להדמיה על פי פרוטוקולים סטנדרטיים 28.
  2. באמצעות שימוש בטכניקות מעבדה סטנדרטית ופרוטוקולים 29,30, ביו-מכסה המנוע, לערבב תקשורת סלולארי וchemoattractant בצינור 15 מיליליטר לריכוז chemoattractant רצוי. פיפטה 5 מיליליטר של תמיסת ריכוז תאים ספציפית מדיה-chemoattractant לתוך צינור 15 מ"ל ולהעביר את הפתרון לתוך אמבט מים מחומם.
  3. בעזרת פיפטה, לחלץ 5 מיליליטר של תקשורת סלולארי רק לתוך צינור 15 מיליליטר שני ומקום באמבט מים מחומם כדי לחמם את הפתרון לניסויים במיקרוסקופ.
  4. ביו-למכסה המנוע, 30 μl פיפטה של ​​10x חיץ פוספטפתרון אד (PBS) לתוך צינור צנטריפוגות מיקרו. הוסף 6 μl של הידרוקסיד נתרן 1 N (NaOH) לאותו צינור צנטריפוגות מיקרו ומערבולת למשך 15 שניות.
  5. השג פתרון זנב עכברוש אני קולגן מהמקרר ולעבור ליו-מכסה המנוע תוך שימוש בטכניקות מעבדה סטנדרטית ופרוטוקולים 29. ודא קולגן הוא עדיין קר. פיפטה 168.3 μl של קולגן לאותו צינור צנטריפוגות מיקרו.
  6. לאחר מכן, להוסיף 18 μl של microspheres-שונה carboxylate ניאון צהוב-ירוק בעזרת פיפטה לאותו צינור צנטריפוגות מיקרו. מערבולת צינור צנטריפוגות מיקרו עם כל הפתרונות למשך 30 שניות.
  7. להוסיף 77.7 μl של תערובת מדיה-תא תא רצוי (כ 2 x 10 6 תאים / מיליליטר ריכוז) לצינור צנטריפוגות מיקרו ולערבב באמצעות קצה פיפטה במשך 20 שניות. במידת צורך, לשנות את צפיפות המטריצה ​​על ידי ביצוע תערובת קולגן המותאם אישית מותאמת לתוספת של חרוזי ניאון ושולחן כדאיות תא (טבלה 1).
  8. פיפטה 300 & #181; L של תערובת קולגן תאים למרכז היטב (גם מס '2) של ההרכבה העובש מוכנה. מניחים את התבנית על צלחת פטרי חד פעמית ולהעביר אותו לחממה סטנדרטית עבור 20 דקות ב 37 מעלות צלזיוס עם 5% CO 2.
  9. הסר מערכת מהחממה ולמקם בחזרה ליו-מכסה המנוע. בעזרת מלקחיים, להסיר את שני התלושים לכסות הידרופובי על ידי כיווץ על החלק העליון של כל coverslip ומושך כלפי מעלה והרחק מהתבנית.
  10. הזז את המערכת כולה למיקרוסקופיה ותמונה הרצויות על מנת להבטיח צדדים עובש קולגן עדיין ישר, כדי לאפשר שיפוע דיפוזיה מישוריים.
  11. עם המערכת עדיין מתחת למיקרוסקופ, באמצעות פיפטה ערוץ יחיד 100 μl, להוסיף מדיה תא 100 μl ולמס '1. בשלב הבא, בעזרת פיפטה ערוץ יחיד 100 μl להוסיף של תקשורת תא עם ריכוז chemoattractant רצוי 100 μl ולמס '3.
  12. מייד לאחר הוספת פתרונות לשתי הבארות, להתחיל הדמיה.

4. הדמיה ודיפוזיהדוגמנות

  1. אם אחד לא רוצה למצוא את מקדם הדיפוזיה לצפיפות קולגן הספציפי כדי לחשב את הריכוז המסוים, בצע את הפרוטוקול שלהלן:
    1. בצע את הפרוטוקול שניתן לעיל תחת הכותרת "תערובת קולגן ו3D מטריקס," במקום לייצר תקשורת תא עם ריכוז chemoattractant רצוי, לעשות rhodamine 5 מיקרומטר בצינור 15 מיליליטר באמצעות חישובים ופרוטוקולים סטנדרטיים 30.
    2. תמונת מטריצות קולגן 3D עם מערכת confocal רכובים על מיקרוסקופ הפוכה באמצעות לייזר ארגון (488 ננומטר) כדי ללכוד את הקרינה. תמונה כל שניות 2 או 3 עד 7 שעות.
  2. לדוגמנות דיפוזיה: שימוש במודל המתמטי שמוצג להלן, לכתוב קוד תוכנה חישובית לעיבוד וניתוח בצעדים הכלליים אלה.
    figure-protocol-1
    1. יבוא תמונות לתוך תוכנה חישובית לrescaling ונרמול ידי inten המרביסיטי. המרת תמונות לצבע מפה אפורה של התמונה כדי לבחור את הקצה. בחר ציר לאורך מרכז התמונה, מימין למרכז ושמאלה מהמרכז.
    2. שימוש בקוד התוכנה חישובית, העלילה העצמה המנורמלת, יחד עם עוצמת האמיתית וההבדל בין שתיים.
    3. בשלב הבא, קלט הפרמטרים הדרושים להרכבה (ריכוז, זמן, ואורך).
    4. עלילה הריכוז המנורמל לעומת זמן ופרופיל הריכוז על פני ציר x עם פולינום לנכון את הנתונים.
    5. לחשב את מקדם דיפוזיה באמצעות קוד התוכנה חישובית.

5. מדידות ניסויי

  1. בהתייחסו בחזרה למשוואת דיפוזיה, לשכתב את המשוואה כדי למצוא את הריכוז הספציפי בכל מקום במערכת כפי שמוצג בהמשך.
    figure-protocol-2
    איפה:
    L = אורך של המטריצת קולגן דואר
    x = מיקום תחת חקירה
    D = מקדם דיפוזיה
    t = זמן שחלף
  2. במהלך ניסויי chemotaxis, להבטיח להקליט זמן המסוים שchemokine הרגע התווספה למערכת. ברגע שתנועת נדידת תאים נמצאת, להבטיח להקליט הקלטת הזמן לשגות confocal, ושים לב לזמן מסוים ומיקום מהקצה שבו התרחש הדמיה.
  3. במהלך ניתוח הנתונים, לחבר את ציין שחלף הזמן, מיקום ומקדם דיפוזיה לתא הספציפי למשוואה כדי למצוא את הריכוז הספציפי המנורמל בכל נקודה בתוך קולגן עבור דיפוזיה וניסויים תא.

6. נדידת תאי מעקב ניצול TFM

  1. כדי לעקוב אחר נדידת תאים תוך שימוש בטכניקות TFM / DVC לעקוב אחר הפרוטוקול להלן:
    1. לאחר התוספת של ריכוז chemoattractant רצוי ולמס '3, להתחיל הדמיה מטריצות קולגן 3D עם מערכת confocal רכובה על MICR הפוךoscope למצוא תא לחקור.
    2. ברגע שתא נע נמצא, למקם את התא באמצע שדה הראייה ולנצל מנוע פיזואלקטריים (לתמונה בציר z), תמונה כל דקות 1 או 2.
    3. לחישוב דור כוח התא ועיוות, ליצור קוד חישובית כדי למצוא את ההתקות של חרוזים הקרינה הבאים פרוטוקולי TFM / DVC 31.

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

תוצאות

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

היכולת של assay זה להעריך את ההגירה של התאים במדויק מסתמכת על הגדרה טובה של המערכת. לכן, זה קריטי עבור לוודא לעצב את תבנית מערכת דיפוזיה מדויקת ודואגים גדולים בהצבת coverslips שני הידרופובי והידרופילי, כפי שמודגם באיור 1. אם המערכת מתוכננת כראוי ובשלב דוגמנות דיפוזיה הבטחה למצוא מאוד טוב קו הזינוק ליניארי, אחד הוא מסוגל להשיג נחמד מאיר תמונות, כמתואר באיור 2, לניתוח דיפוזיה של המערכת.

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

דיון

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

השלבים הקריטיים ביותר לניסויי דיפוזיה מוצלחים עם או בלי תאים הם: כראוי הקמת ההרכבה העובש; פיתוח המיומנות הידנית הנחוצה כדי למנוע נזק במהלך החילוץ של coverslips הידרופובי; הבטחה למצוא קו זינוק ליניארי טוב מאוד כדי לחשב את מקדם הדיפוזיה כראוי; לתקן חישובים ניסיוניים של שני קולגן וchemoattractant; נכון להשתמש במערכת הדמיה תא חי כדי להבטיח מטריצה ​​לא להתייבש; ושמירה על תרבות סטרילי, בריאה.

בעת ביצוע ניסויי דיפוזיה, ...

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

גילויים

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.

תודות

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מבקשים להודות לד"ר ג'ונתן רייכנר ואנגל בירד על תובנות הניסויים בתאים. תוכנית מלגות המחקר לתארים מתקדמים של הקרן הלאומית למדע (GRFP) תמכה בעבודה זו.

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

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
ערכת אלסטומר סיליקוןDow Corning Corp182 SIL ELAST KIT .5KGמיסטור דו-חלקי עם תא הדמיה של תא חי מעורב 10:1
מכשיר תא חיCM-B18-1CMB ל-18  כיסויים עגולים מ"מ
22  מ"מ כיסוי זכוכיתFisher ScientificNC0180281Neuvitro Corp. תלוש כיסוי 22  מ"מ 1.5
מתכת אלומיניום במכונה
סכין שירות תחביבX-ActoX3201
3-(אמינופרופיל) trimethoxysilaneSigma-Aldrich281778-5ML
GlutaraldehydePolysciences, Inc00216A-10Glutaraldehyde, EM Grade, 8%
50 מ"ל צינורFisher Scientific14-432-22קומה סטנדרטית צנטריפוגות דגם ושולחן
צלחת פטרי מזכוכיתפישר סיינטיפיק08-747Aכלי פטרי לשימוש חוזר: שלם (60 x 15  מ"מ)
מלקחייםפישר סיינטיפיק22-327-379משקפי כיסוי מלקחיים עדינים
פישר סיינטיפיק12-518-105Aמלבן; 30 x 22  מ"מ; עובי מס' 1
Tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctylג'לסטSIT8174.0
חומצה אצטיתסיגמא-אולדריץ'320099מגיב ACS חומצה אצטית, ≥ 99.7%
הקסאןסיגמא-אולדריץ'296090נטול מים, 95%
אלכוהול אתיליסיגמא-אולדריץ'E7023200 הוכחה, לביולוגיה מולקולרית
כלי שרבוט יהלומים דיוק גבוהLunzerPV-081-3סופר קצה מורחב ישר, .020 אינץ' (.50  מ"מ) בקוטר של 0.200 אינץ' (5.0  מ"מ) אורך קצה
גריז ואקוםדאו קורנינג14-635-5Cגריז ואקום
גבוה 15 מ"ל צינורפישר סיינטיפיק14-959-49D15 מ"ל צינורות צנטריפוגה חרוטיים עם משטח הידרופובי, אינרטי ביולוגית
10x תמיסת חוצץ פוספטפישר סיינטיפיקBP399-5001.37 מ' נתרן כלורי, 0.027 מ' אשלגן כלורי ו-0.119 מ' מאגר פוספט
1  N נתרן הידרוקסידSigma-Aldrich38215תרכיז נתרן הידרוקסיד
קולגן I, זנב עכברושBD Biosciences354236זנב חולדה 
צינור מיקרו צנטריפוגהפישר סיינטיפיק02-681-332נפח: 2.0 מ"ל;
OD x L: 13  x  40  מ"מ;
סטרילי; עטיפה
[header]
מיקרוספירות שעברו שינוי קרבוקסילטInvitrogen  F-8813מיקרוספירות שעברו שינוי קרבוקסילאט, 0.5 ומיקרו; m, פלואורסצנטי צהוב-ירוק (505/515), 2% מוצקים
רודמיןסיגמא-אולדריץ'83689רודמין B לפלואורסצנטי
קוביית אחת

מקורות

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Adzick, N. S. The Molecular and Cellular Biology of Wound Repair. Ann Surg. 225 (2), 236(1997).
  2. Reddi, A. H. Bone morphogenetic proteins: an unconventional approach to isolation of first mammalian morphogens. Cytokine Growth F. R. 8 (1), 11-20 (1997).
  3. Coussens, , Werb, Z, L. M., Werb, Z. Inflammation and cancer. Nature. 420 (6917), 860-867 (2002).
  4. Vital-Lopez, F. G., Armaou, A., Hutnik, M., Maranas, C. D. Modeling the effect of chemotaxis on glioblastoma tumor progression. AIChE J. 57 (3), 778-792 (2011).
  5. Hughes-Alford, S. K., Lauffenburger, D. A. Quantitative analysis of gradient sensing: towards building predictive models of chemotaxis in cancer. Curr. Opin. Cell Biol. 24 (2), 284-291 (2012).
  6. Friedl, P., Gilmour, D. Collective cell migration in morphogenesis, regeneration and cancer. Nat. Rev. Mol Cell Bio. 10 (7), 445-457 (2009).
  7. Cristini, V. Morphologic Instability and Cancer Invasion. Clin. Cancer Res. 11 (19), 6772-6779 (2005).
  8. Lammermann, T., et al. Rapid leukocyte migration by integrin-independent flowing and squeezing. Nature. 453 (7191), 51-55 (2008).
  9. Parent, C. A., Devreotes, P. N. A cell's sense of direction. Science. 284 (5415), 765-770 (1999).
  10. Boyden, S. The chemotactic effect of mixtures of antibody and antigen on polymorphonuclear leucocytes. J. Exp. Med. 115, 453-466 (1962).
  11. Nelson, R. D., Quie, P. G., Simmons, R. L. Chemotaxis under agarose: a new and simple method for measuring chemotaxis and spontaneous migration of human polymorphonuclear leukocytes and monocytes. J. Immunol. 115 (6), 1650-1656 (1975).
  12. Rosoff, W. J., McAllister, R., Esrick, M. A., Goodhill, G. J., Urbach, J. S. Generating controlled molecular gradients in 3D gels. Biotechnol. Bioeng. 91 (6), 754-759 (2005).
  13. Wells, A., Kassis, J., Solava, J., Turner, T., Lauffenburger, D. A. Growth factor-induced cell motility in tumor invasion. Acta Oncol. 41 (2), 124-130 (2002).
  14. Wilkinson, P. C. Assays of leukocyte locomotion and chemotaxis. J. Immunol. Methods. 216 (1-2), 139-153 (1998).
  15. Bonvin, C., Overney, J., Shieh, A. C., Dixon, J. B., Swartz, M. A. A multichamber fluidic device for 3D cultures under interstitial flow with live imaging: development, characterization, and applications. Biotechnol. Bioeng. 105 (5), 982-991 (2010).
  16. Noo, L. J., et al. Neutrophil chemotaxis in linear and complex gradients of interleukin-8 formed in a microfabricated device. Nat. Biotechnol. 20 (8), 826-830 (2002).
  17. Shao, J., et al. Integrated microfluidic chip for endothelial cells culture and analysis exposed to a pulsatile and oscillatory shear stress. Lab Chip. 9 (21), 3118-3125 (2009).
  18. Haessler, U., Kalinin, Y., Swartz, M. A., Wu, M. An agarose-based microfluidic platform with a gradient buffer for 3D chemotaxis studies. Biomed. Microdevices. 11 (4), 827-835 (2009).
  19. Friedl, P., Wolf, K. Tumour-cell invasion and migration: diversity and escape mechanisms. Nat. Rev. Cancer. 3 (5), 362-374 (2003).
  20. Sixt, M., Lammermann, T. In vitro analysis of chemotactic leukocyte migration in 3D environments. Methods Mol. Biol. 769, 149-165 (2011).
  21. Zigmond, S. H. Ability of polymorphonuclear leukocytes to orient in gradients of chemotactic factors. J. Cell Biol. 75 (2 Pt 1), 606-616 (1977).
  22. Zicha, D., Dunn, G. A., Brown, A. F. A new direct-viewing chemotaxis chamber. J. Cell. Sci. 99 (Pt 4), 769-775 (1991).
  23. Gilbert, D. L. Macromolecular diffusion through collagen membranes. Int. J. Pharm. 47 (1-3), 79-88 (1988).
  24. Ramanujan, S., et al. Diffusion and convection in collagen gels: implications for transport in the tumor interstitium. Biophys. J. 83 (3), 1650-1660 (2002).
  25. Weadock, K., Silver, F. H., Wolff, D. Diffusivity of 125I-calmodulin through collagen membranes: effect of source concentration and membrane swelling ratio. Biomaterials. 7 (4), 263-267 (1986).
  26. Erikson, A., Andersen, H. N., Naess, S. N., Sikorski, P., Davies, C. dL. Physical and chemical modifications of collagen gels: impact on diffusion. Biopolymers. 89 (2), 135-143 (2008).
  27. Moghe, P. V., Nelson, R. D., Tranquillo, R. T. Cytokine-stimulated chemotaxis of human neutrophils in a 3-D conjoined fibrin gel assay. J. Immunol. Methods. 180 (2), 193-211 (1995).
  28. Sundd, P., et al. Live cell imaging of paxillin in rolling neutrophils by dual-color quantitative dynamic footprinting. Microcirculation. 18 (5), 361-372 (2011).
  29. Sanders, E. R. Aseptic Laboratory Techniques: Volume Transfers with Serological Pipettes and Micropipettors. J. Vis. Exp. (63), 2754(2012).
  30. Stephenson, F. H. Calculations for Molecular Biology and Biotechnology: A Guide to Mathematics in the Laboratory 2e. , Elsevier Science. (2010).
  31. Bar-Kochba, E., Toyjanova, J., Andrews, E., Kim, K., Franck, C. A Fast Iterative Digital Volume Correlation Algorithm for Large Deformations. Exp. Mech. In press, (2014).
  32. Shenoy, V., Rosenblatt, J. Diffusion of Macromolecules in Collagen and Hyaluronic Acid, Rigid-Rod-Flexible Polymer Composite Matrixes. Macromolecules. 28 (26), 8751-8758 (1995).
  33. Leddy, H., Guilak, F. Site-Specific Molecular Diffusion in Articular Cartilage Measured using Fluorescence Recovery after Photobleaching. Ann. Biomed. Eng. 31 (7), 753-760 (2003).

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

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

מאמרים קשורים