このプロトコルは、特定の目的の細胞タイプを分離するための、デスチオビオチン、ストレプトアビジン、およびAPTESシステムのカスタマイズ可能な表面機能化について説明しています。さらに、この原稿では、このプロセスのアプリケーション、最適化、および検証について説明します。
方法論記事
このプロトコルは、特定の目的の細胞タイプを分離するための、デスチオビオチン、ストレプトアビジン、およびAPTESシステムのカスタマイズ可能な表面機能化について説明しています。さらに、この原稿では、このプロセスのアプリケーション、最適化、および検証について説明します。
個別化医療の採用と進歩に対する制限要因の一つは、患者から患者への表現における個々のニュアンスを調査する診断ツールを開発できないことです。このニッチを埋めるために細胞を分離しようとする現在の方法論は、生理学的発現の混乱をもたらし、分離技術は診断ツールとして役に立たなくなっています。このプロトコルでは、細胞の捕捉と放出のための表面の機能化と最適化について説明します。この官能基化された表面は、ビオチン化抗体とアミノシラン(APTES)、デスチオビオチン、ストレプトアビジンで官能基化されたガラス表面を統合しています。ビオチンの導入により細胞の放出が促進され、表面に捕捉された細胞の回収と精製が可能になります。この放出は、二次部分であるデスチオビオチンを標的とすることで行われ、その結果、はるかに穏やかな放出パラダイムが得られます。このように、過酷な試薬とせん断力が減少するため、細胞発現の変化が減少します。 官能基化された表面は、単一細胞混合物中の細胞の最大80%を捕捉し、デュアルセル混合物では50%の捕捉が実証されています。この技術の異種移植片および癌分離研究への応用が調査されています。プレートリーダーやImageJ分析などの表面検証のための定量化技術についても説明します。
現在のベンチトップ細胞分離手法( 例えば 、蛍光活性化細胞は1ソート、レーザーキャプチャーマイクロダイセクション2、免疫磁気ビーズ分離1)が準備し、ソートの数時間かかることがあります。これらの大きな時間スケールは、生理学的応答3の代表ではない分析の結果、生理学的応答および発現レベルに影響を与えることができます。システムは、迅速かつ効率的な生物医学的用途のための細胞の単離及び濃縮を改善するために、細胞表面受容体レベルを中断することなく、特定の細胞型を分離することができる必要とされています。したがって、我々のアプローチの理論的根拠は、細胞単離のための穏やかなアプローチを開発することです。
「ラボオンチップ」概念が速く(時間・ツー・分)細胞単離を桁違いの約束を提供し、最も頻繁に表面上に細胞を捕捉し、細胞や細胞内のコンテを解放することを含みます4,5物理的または化学的方法6を通じてNTS。これらのアプローチは、このようなRNA発現9-11、あるいはin vitro培養12,13のための細胞を提供する識別、タンパク質7,8式を識別するなど、いくつかの利点を提供していますが、これらの技術の多くは、このような原因で細胞受容体プロファイリングなどの診断に翻 訳することはできませんそれらの非生理的な環境です。このようなコラゲナーゼなどの酵素リフティング剤もこれらのリフティングエージェントが正確な生理学的データを生成しません使用する細胞受容体の定量化技術を意味し、これらの受容体の量14,15に影響を与えることができます。細胞溶解は、天然の表面受容体との間の差別化を防止し、あらかじめ16を内在したもの。このプロトコルは、細胞単離のための高速かつ穏やかなアプローチを説明しています。
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1.ガラスの表面を洗浄および試薬の準備
2. APTESとDSB機能化
3.ストレプトアビジン官能
4.細胞捕捉およびリリース
5.抗体の最適化:抗体滴定
6.セルの最適化:細胞滴定
7.画像解析
注:フィジー・ソフトウェア・パッケージは(http://fiji.sc/Fiji)画像解析のために推奨されます。最初に、画像はグレースケール画像に変換した後、明るさ/コントラストは、細胞を引き出すために変更されました。
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このプロトコルを使用して、我々は、細胞捕捉( 図3A)とMCF7GFP細胞ならびに生細胞対照( 図4)の細胞の放出( 図3C)を示しています。 60%と80%が放出されたとして、我々は( 図3C)細胞捕獲を定量化しました。私たちは、RAW 264.7マクロファージおよびMCF7GFP細胞の混合物にこのアプローチを拡張すると、RAWマクロファージの50%が捕獲された( 図3D)およびRAWマクロファージの80%は、20 mMのビオチン( 図3B)でリリースしました。過剰な抗体は、細胞捕獲を減少させることができるので、我々はHLA抗体の0〜10,000 nMのを滴定を経由して、最適化、および理想的な抗体濃度は100〜1000 mMの抗体( 図1)の間にあることを確認します。同様に、我々は、細胞の数の下に、値が背景17より...
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細胞分離技術の改善は、血管生物学19で細胞の再生生物学でのプログラミング、および血管新生シグナル伝達幹、神経科学18における構造と機能の関係に科学的研究をfurthers。実際、初代細胞培養物20( 例えば 、HUVECを)血管生物学のは、主として細胞分離技術を使用して行われます。細胞の単離は、最近細胞膜受容体3,14,15,19,21の定量的な流れ(qFlow)フローサイトメトリー分析に使用しました。しかしながら、既存の細胞単離方法は、細胞表面受容体のレベルに影響し、人員および試薬の両方に高価です。我々は、これらの欠点を満たす細胞タイプの混合物からの単一細胞型の再現可能な捕獲の穏やかなシステムの構築を可能にする表面機能17に新たな方法を進めてきました。この技術は、cの可能性を可能にする、反復システムに統合することができ特異的抗体を使用して段階的に異なる細胞型をapturing。さらに手順を明確にするために、トラブルシューティングの質問と回答の数は、以下に提供されています:
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著者らは開示するものは何もない。
私たちは、資金援助について、アメリカ癌協会、イリノイ支部(282802)、および国立科学財団CBET(1512598)に感謝します。また、顕微鏡トレーニングを提供してくださったイリノイ大学ベックマン研究所のDianwen Zhang博士にも感謝いたします。最後に、洞察に満ちた議論をしてくれたJared Weddell氏、Stacie Chen氏、Spencer Mamer氏に感謝します。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| (3-アミノプロピル)トリエトキシシラン(APTES) | Acros Organics | 919-30-2 | 2%APTES溶液の製造に使用 |
| プラズマクリーナー ピコ | ・ディーナー | モデル1 | 表面を洗浄し、PDMSのガラスへの結合を可能にする |
| d-デスチオビオチン(DSB) | シグマ | D20655 | 細胞捕捉表面の放出メカニズムとして使用されます。 |
| ジメチルスルホキシド(DMSO) | British Drug Houses(BDH) | BDH1115-1LP | DSBを溶液 |
| 1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC) | Thermo-Scientific | 5g:22980 25g:22981 | カルボン酸を活性化し、タンパク質のガラス表面への結合を可能にします。 |
| コーティングされていない8ウェル培養スライド | BDファルコン | 24のケース:354118 96のケース:354108 | 初期捕捉および放出定量実験などのツァイス蛍光顕微鏡を含む細胞実験に使用 |
| ガラス底24ウェルプレート | MatTek | P24G-0-13-F | 抗体や細胞滴定実験などのプレートリーダーを含む細胞実験に使用 |
| メルカプトエタノール | サイエンスラボ | 60-24-2 | EDCとDSBの反応を急冷するために使用 |
| 4-モルフォリノエタンスルホン酸水和物 (MES水和物99%) | フィッシャーサイエンティフィック | AC172590250 | EDC反応で使用するための0.1M MESバッファーの製造に使用 |
| 精密オーブン | サーモサイエンティフィック | 11-475-153 | PDMSおよびAPTES層の硬化に使用。 |
| タイトラマックス 1000 シェーカー | ハイドル | 13-889-420 | APTESが表面に均一に分布するように使用します。 |
| 1x ストレプトアビジン 5 mg [e7105-5mg] | Proteo Chem | 9013-20-1 | ビオチン結合タンパク質。刺激を引き起こす可能性があります。 |
| 5 cm グラスディッシュ | フィッシャーサイエンティフィック | 08748A | HUVEC研究だけでなく、将来のプロファイリング研究にも使用されます。 |
| カバー付き14cmシャーレ | シグマ・アルドリッチ | Z717231 | 機能化されているサンプルを保持し、それらを輸送するために使用されます。 |
| MCF7-GFP細胞 | Cell Biolabs | AKR211 | 液体窒素に保存 |
| RAW264.7マウスマクロファージ | ATCC | TIB-71 | イリノイ大学のスミス研究室から贈られました。液体窒素で保存されています。 |
| TrypLE | Life Technologies | 12605036 | 室温で 100 ml で保存 |
| Dulbecco'UIUC | 50003PC | 化学科学部で | サプライヤー:コーニング |
| 非必須アミノ酸UIUC25-025-CI | 化学科学部の細胞培地施設 | は、すでに施設によってDMEMに追加されています。サプライヤー:コーニング。 | |
| 細胞スクレーパー | フィッシャーサイエンティフィック | 12-565-58 | 小型 23 cm 50パック |
| 細胞解離液 | コーニング | MT-25-056CI | 細胞実験で使用するために細胞を非酵素的に持ち上げるために使用されます |
| 血球計算計 | ハウサー | 02-671-54 | 細胞溶液の定量化と捕捉および放出の有効性のために細胞をカウントするために使用されます。 |
| ビオチン | アムレスコ | 58-85-5 | から細胞を放出するために使用されます。 |
| HBSS | N/A | から作成 | 細胞を懸濁液で生き続けるため、また非特異的結合の洗浄面に使用します。コールドスプリングハーバープロトコルから適応:500 ml、4 を使用します。g NaCl, 0.2 g KCl, 0.0402 g Na2PO4•7H2O, 0.03 g KH2PO4 および 0.5 gグルコース。DI水を追加して 500ml、ろ過し、冷蔵します。 |
| HLA-ABC 抗体 | BioLegend | 311402 | MCF7gfp細胞を捕捉するために使用される抗体 |
| hIgG抗体 | BioLegend | HP6017 | MCF7gfp細胞を捕捉するために使用される抗体 |
| MCF7 GFP細胞 | Cell Biolabs | AKR-211 | 緑色蛍光タンパク質がトランスフェクションされた管腔性乳がん株。 |
| 各種コニカル | Thermo-Scientific | 15mL: 12-565-268 | 50/15 ml プラスチックコニカル 溶液とアリコートを保管します。 |
| ミニチューブローテーター(エンドオーバーエンドミキサー) | フィッシャーサイエンティフィック | 05-450-127 | 抗体をインキュベートし、他の細胞溶液を混合するために使用 |
| Axiovert 200M (蛍光顕微鏡) | Zeiss | N/A | Zeiss Axiovert 200 M 倒立蛍光顕微鏡。 |
| Zeba脱塩カラム | Thermo-Scientific | PI-87770 | ビオチン化キットの使用後に新たにビオチン化抗体を精製するために使用されます。指示書は以下で提供されます: http://www.funakoshi.co.jp/data/datasheet/PCC/89894.pdf |
| EZ Link Sulfo NHS Low Weight Biotinylation Kit | Thermo- Scientific | 抗体をビオチン化してキャプチャー表面と統合できるようにするために使用されます | |
| プレートリーダー | BioTek | Synergy HTX マルチモードリーダー | 滴定実験で蛍光強度を定量的に測定するために使用されます。 |
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