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生理的サイズのマイクロ流体培養装置における上皮細胞単層の作製と構造評価

DOI:

10.3791/64148

July 1st, 2022

In This Article

Summary

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

提示されたプロトコルは、マイクロ流体動的培養チャネルおよび従来の固定ウェル静的培養チャンバーにおける接着細胞層構造を視覚化するための共焦点レーザー走査型顕微鏡(CLSM)を用いたファロイジンベースの糸状アクチン染色技術の開発と使用について説明しています。このアプローチは、細胞層のコンフルエント性、単層形成、および層厚の均一性を評価するのに役立ちます。

Abstract

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in vitro マイクロ流体実験は、急性呼吸窮迫症候群(ARDS)や人工呼吸器誘発性肺損傷(VILI)などの状態で発生する微小生理学的現象に関する多くの洞察を明らかにする大きな可能性を秘めています。しかし、ヒト肺の細気管支末に生理学的に関連する寸法を有するマイクロ流体チャネルの研究は、特に所与の培養環境内で培地流量を含む適切な細胞培養条件を確立することが困難であるため、現在いくつかの課題に直面している。提示されたプロトコルは、ヒト肺の末端細気管支に生理学的に関連する寸法を有する酸素不透過性マイクロ流体チャネルで培養されたNCI-H441ヒト肺上皮細胞の構造を評価するための画像ベースのアプローチを説明している。ファロイジンベースの糸状アクチン染色を使用して、細胞の細胞骨格構造が共焦点レーザー走査顕微鏡によって明らかにされ、個々の細胞および層状の細胞の視覚化が可能になります。その後の定量は、採用されている細胞培養条件が、さらなる実験に適した均一な単層を産生しているかどうかを判断します。このプロトコルは、マイクロ流体チャネルおよび従来の固定ウェル環境における細胞培養および層評価方法について説明しています。これには、チャネル構築、細胞培養と必要な条件、固定、透過処理と染色、共焦点顕微鏡イメージング、画像処理、およびデータ分析が含まれます。

Introduction

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急性呼吸窮迫症候群(ARDS)は、肺実質の損傷に対する侮辱および損傷の伝播から生じる急性状態であり、肺胞の肺水腫、不十分なガス交換、およびその後の低酸素血症をもたらします1。これにより、炎症誘発性サイトカイン放出、好中球動員、毒性メディエーター放出、および組織損傷のサイクルが開始され、それ自体がさらなる炎症反応を引き起こします2。さらに、気道を安定させ、反復的な動員/脱動員(R / D)によって引き起こされる損傷を防ぐ肺サーファクタントは、ARDS中に発生する化学プロセスによって不活性化されるか、そうでなければ機能不全になり、周囲の実質さらなるストレスと損傷をもたらす可能性があります3。十分な損傷が続く場合は、適切な全身酸素化を確保するために機械的換気が必要になる場合があります4。しかし、人工呼吸器は、過膨張中に課せられる機械的ストレス(体積外傷)および/または流体閉塞気道の気液界面のR / D(無テレトラウマ)によって引き起こされる肺実質の損傷として特徴付けられる人工呼吸器誘発性肺損傷(VILI)の可能性を含む、独自の課題と外傷を課します5.無遠外傷モデルにおいて(流体閉塞細気管支のように)気液界面に曝露された上皮細胞が経験する圧力勾配は、透過性に起因する閉塞反応(POOR)をもたらし、損傷のPOOR-get-POORerの好循環につながる可能性があります6,7,8

in vitro 実験は、これらの現象に対するマイクロスケールの洞察を提供することができますが、生理学的に関連する次元を持つマイクロ流体チャネル環境での現在の研究は、いくつかの課題に直面しています9。一つには、細胞培養条件の最適化は、培地フローパラメータ、培養期間、およびその他の培養条件が最適な細胞層形成を可能にする狭い交差点が存在するため、マイクロ流体環境での細胞培養研究への参入に大きな障壁をもたらします。これには、マイクロ流体培養チャネルエンクロージャの酸素不透過性によって課せられる拡散制限が含まれます。低流速は細胞、特に入口から最も遠い細胞から酸素を奪う可能性があるため、これには媒体流量パラメータを慎重に検討する必要があります。一方、流速が高いと、細胞が培養チャネルから押し出されたり、不適切または不均一な層発達が生じたりする可能性があります。拡散の制限は、気液界面(ALI)培養装置でポリジメチルシロキサン(PDMS)などの酸素透過性材料を使用することで対処できます。しかしながら、電気セル−基質インピーダンスセンシング(ECIS)システムのもののような多くの従来のマイクロ流体培養チャネルは、製造されたエンクロージャ10の性質を考えると、本質的に酸素不透過性である。このプロトコルは、酸素不透過性のエンクロージャーで培養された細胞層を分析するための技術を提供することを目的としています。

培養条件の生存率を比較する場合、単層の存在、表面トポロジー、コンフルエンシー、層厚の均一性などの特定の層特性の観察は、特定の一連の培養条件によって生成された細胞層が所望の仕様を満たし、実際に実験計画に関連しているかどうかを判断するために必要です。フローアレイ内の金電極上で培養した細胞の電気絶縁膜によって課される高周波交流(AC)に対する抵抗(インピーダンス)によって生じる電位(電圧)の測定を利用するECISなどの方法で限定的な評価を行うこともできます。細胞に印加されるACの周波数を調節することにより、表面接着強度、タイトジャンクション形成、細胞増殖またはコンフルエンシーなど、細胞および細胞層の特定の周波数依存性を標的とし、調べることができます11。ただし、これらの間接的な形式の測定値は、実験の開始時に解釈するのがやや困難であり、細胞層の関連するすべての側面を定量化するとは限りません。位相差顕微鏡で細胞層を観察するだけで、コンフルエンシーなどの特定の性質の性質が明らかになる場合があります。しかしながら、単層の存在および層厚の均一性などの多くの関連する特性は、明視野、位相コントラスト、または蛍光顕微鏡イメージングでは不可能な3次元(3D)評価を必要とする12

本研究の目的は、単分子膜のイメージングによる検証と共焦点レーザー走査型顕微鏡(CLSM)を用いた細胞層の均一性の評価を可能にする糸状アクチン染色技術を開発することでした。糸状アクチン(F-アクチン)は、F-アクチンが細胞膜にしっかりと追従し、細胞体積全体の視覚的近似を可能にする方法もあって、蛍光色素複合体の適切な標的であると考えられました13。F-アクチンを標的とするもう一つの重要な利点は、F-アクチンの染色が、細胞が受けるストレスや株によって課せられる細胞骨格の破壊や変化を視覚的に解明する方法です。メタノールなどの脱水固定剤は細胞を平らにし、細胞層を大きく歪め、その特性を変化させる傾向があるため、メタノールを含まないホルムアルデヒドによる架橋固定は、細胞と細胞層の形態を維持するために使用されました14,15

これらの課題を軽減する層評価技術の能力を判断するために、細胞を従来の8ウェル培養チャンバーおよびマイクロ流体チャネルで培養し、産生された細胞層の違いがある場合はそれを評価しました。固定培養ウェルには、8ウェルチャンバーカバーガラスユニットを使用した。マイクロ流体培養の場合、フローアレイ(チャネル長50 mm、幅5 mm、深さ0.6 mm)を最適化して、ヒト肺の呼吸ゾーンに存在する末端細気管支に生理学的に関連する寸法の環境で不死化ヒト肺上皮(NCI-H441)細胞を培養しました16。このプロトコルは、ECISフローアレイの培養環境を念頭に置いて開発されましたが、培養細胞層の特性や培養条件の評価が必要な酸素不透過性の動的培養環境に適用できます。

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Protocol

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NCI-H441ヒト上皮性肺細胞株を本研究に使用した( 材料表参照)。

1. マイクロ流体チャネルでの細胞培養

  1. マイクロ流体流路を作製し、以下の手順で前処理を行います。
    1. シングルチャネルフローアレイ( 材料表を参照)を取得し、上部をポリカーボネートベースプレートから分離します。
    2. 寸法60 mm x 22 mmの#1.5長方形カバーガラス(厚さ0.17 mm)を入手します。超音波浴でカバーガラスの表面を洗浄し、片面を0.1 mg/mLのPoly-D-リジン溶液で室温で5分間処理してから、60°Cで30分間乾燥させます。
    3. フローアレイ上部と流路(長さ50mm、幅5mm)の寸法に合わせてレーザーカットした厚さ0.13mmの両面接着剤( 材料表参照)をフローアレイ上部に貼り付け、流路切り欠き17を正確に位置合わせするように注意します。
    4. チャネルの切り欠きを正確に位置合わせするように注意しながら、フローアレイの上部と流路の寸法に合わせてレーザーカットされた厚さ0.1 mmのマイラースペーサー( 材料表を参照)を粘着ストリップに貼り付けます。
    5. 目的のチャネル高さが得られるまで、手順1.1.3と1.1.4を繰り返します(たとえば、チャネルの高さが0.6 mmの場合、2つのスペーサーと3つの粘着ストリップを使用します)。
    6. 長方形のカバーガラスを一番下の粘着ストリップに貼り付け、ポリ-D-リジン処理された側を接着剤に向けます。組み立てが完了したら、図1に示すように、構造の上部と下部にしっかりと均等な圧力をかけ、 1分間保持します。
      注意: カバーガラス、接着剤、スペーサー、フローアレイトップを含むチャネルエンクロージャの構築が完了しました。
    7. シリンジを使用してチャネルを脱イオン水ですすぎ、同時に漏れをチェックします。
    8. チャネルエンクロージャを紫外線(UV)滅菌器で30分間滅菌します18.
    9. 滅菌技術を使用して、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)中の2.0 μg/mLヒトフィブロネクチン( 材料表を参照)でチャネルを処理し、37°Cで少なくとも30分間インキュベートします19
  2. マイクロ流体流路で以下の手順で細胞培養を行う。
    1. 滅菌層流フードで、マイクロピペットを使用して、10%ウシ胎児血清(FBS)を含むRPMI 1640培地中のNCI-H441細胞の均一な懸濁液を移し( 材料の表を参照)、それぞれ表面密度が150,000細胞/cm2の細胞を持つ2つのマイクロ流体チャネルを播種します。
      1. 50 mm x 5 mm x 0.6 mm チャンネルの場合は、0.25 mL の 2.5 x 106 細胞/mL懸濁液を使用して、各チャンネルとポートの一部を満たします。明視野顕微鏡を使用して、細胞がチャネル内に均等に分布していることを確認します。
    2. プログラム可能なシリンジポンプ(材料表を参照)を使用して、2つのチャネルをそれぞれ37°Cで5%CO2で24時間および48時間培養し、使用済み培地をチャネルから引き出し、新鮮な培地をチャネルから引き出し、パラフィンフィルムで覆われたカットオープン20mLシリンジで構成されるチャネル入口に取り付けられた滅菌培地リザーバーからチャネルに新鮮な培地を引き出しました。
      1. 細胞播種後の10分間の待機期間の後、0.2 μL/minから始まり、4時間10 μL/minまで上昇する可変流量で、リザーバーからチャネルを介して新鮮な培地を導入してポンプで送り、その後その速度を維持します20
        注:この可変流速は、細胞が(1)培養表面に重力的に沈降し、(2)培養表面に接着し、(3)コンフルエントな単層を形成することを可能にする培養条件を提供します。
  3. ホルムアルデヒド溶液を用いてマイクロ流体チャネル内の細胞固定を行います。
    注意: ホルムアルデヒドは有毒であり、適切な化学ヒュームフード21で取り扱う必要があります。
    1. ケミカルヒュームフードで、PBS(メタノールフリー)中の4%ホルムアルデヒドを使用してホルムアルデヒド溶液を調製し( 材料の表を参照)、2つの4 mL部分を作成し、最初のものを1%ホルムアルデヒドの濃度に希釈し、2番目のホルムアルデヒドを希釈剤としてダルベッコのリン酸緩衝生理食塩水(DPBS;Ca2+ およびMg2+を含む)を使用します。ホルムアルデヒド溶液を5 mLシリンジに分離し、それに応じてラベルを付けます。20 mLのDPBSを別の20 mLシリンジに吸い込みます。
    2. 培養装置からマイクロ流体チャネルを取り外し、化学ヒュームフードに入れます。
    3. 固定および染色装置を組み立てます。
      1. オスのルアーロックからホースバーブアダプター(材料表を参照)を介して、3方向活栓のサイドポートに10 cmのトランスファーチューブを取り付け、活栓をフローアレイの入口ポートに接続します。
      2. 次に、同じタイプのホースバーブアダプターを使用して、別の10 cmセグメントのトランスファーチューブをフローアレイの出口ポートに取り付けます。
      3. 最後に、両方の移送チューブの自由端を、ラベルの付いた空の50 mL円錐形遠沈管など、化学的およびバイオハザードに適した廃棄物容器に固定します。
    4. 活栓を回してフローアレイ入口ポートを遮断し、廃棄物ラインをDPBSで洗い流します。次に、活栓を回して廃棄物ラインを遮断し、2 mLのDPBSで細胞をゆっくりと洗浄します。毎回新しい溶液を使用してフラッシング手順を繰り返します。新しい溶液(または溶液の濃度)がチャネルに導入されます。
    5. 2 mLの1%固定液をチャネルにゆっくりと押し込み、5分間放置します22
    6. 2 mLの2%固定液をゆっくりとチャネルに押し込み、15分間放置します。
    7. 2 mLの新鮮なDPBSを3つの別々のインスタンス(各5分)でチャネルにゆっくりと導入することにより、細胞を洗浄します。
    8. 両方のマイクロ流体チャネルに対して手順1.3.3-1.3.7を並行して実行します。
  4. 染色、透過処理、およびマイクロ流体チャネル内の細胞への封入剤の添加を行います。
    1. DPBS1mLあたり1 mgのサポニン( 材料表を参照)を加えて4 mLの溶液を生成し、穏やかにボルテックスして23を混合することにより、0.1%サポニン溶液を調製します。8 mLのDPBSを20 mLシリンジに吸い込みます。
    2. F-アクチン染色ファロイジン試薬と核染色ヘキスト試薬( 材料表参照)を0.1%サポニン溶液に、サポニン溶液1mLあたり各試薬を2滴(0.1 mL)加えます。調製した染色・透過処理液をアルミホイル24で覆って光から遠ざけてください。
    3. 少量の染色/透過処理溶液でラインを洗い流し(ステップ1.3.4で説明)、次に2 mLの溶液をマイクロ流体チャネルに導入し、チャネルをアルミホイルで覆ってから、室温で30分間放置します。
    4. 染色/透過処理溶液を2 mLのDPBSで2回、フラッシュごとに5分間洗い流します。
    5. 画質を向上させるには、適切な封入メディア(顕微鏡の対物レンズオイルとカバーガラスに屈折率が近い、 材料表を参照)をチャンネルに追加します。
      1. マイクロピペットを使用して、マイクロ流体チャネルの各ポートに最小量のソフトセット退色防止封入剤を導入し、底面が完全に覆われ、所望のイメージング領域25内に気泡がトラップされないようにする。チャネルの端をシールし、明視野顕微鏡で観察して細胞層の完全性を確認します。
    6. 両方のマイクロ流体チャネルに対して手順1.4.3〜1.4.5を並行して実行します。
      注:最高の画質を得るために、染色後できるだけ早く細胞をイメージしてください。光退色が発生した場合、または長期保存が必要な場合は、退色防止またはサンプル保存特性を備えた他の封入剤を使用できます。硬化しにくい封入剤は、細胞の3D構造、ひいてはセル層を歪めることに注意してください。このため、ソフトセット封入メディア26が好ましい。
  5. マイクロ流体チャネル内の細胞を以下の手順に従って画像化する。
    1. レーザー出力、ゲイン、オフセット、スキャン速度、スキャン領域、スキャンフォーマット、解像度、ピンホール直径27などのスキャンパラメータを含む共焦点顕微鏡(材料表を参照)の設定を調整します。
    2. 目的の画像パラメータと条件が満たされるまで、リファレンススキャンとZスタックを使用して、イメージング位置をテストします。40倍の油浸対物レンズに到達して最適化されるまで、順次高倍率の対物レンズでのダイヤルインパラメータ28.
    3. フローアレイベースプレートを基準として、入口側の第1電極の予定位置、中心と前の位置の中間、中心、中心と最後の電極の位置(出口側)の中間、および最後の電極の5つの位置にZスタックを構築し、 図 2 に示すように。
  6. 画像処理とデータ分析を実行します。
    1. 共焦点顕微鏡ソフトウェアパッケージを使用してXZおよびYZ断面をエクスポートします( 材料表を参照)。
    2. エッジ検出機能(閾値15.0)を備えた画像処理ソフトウェア(材料表参照)を使用して、画像の外側のマジックワンドツールを使用してピクセル単位の総画像領域を測定し、次にセル層29の画像外側の部分でマジックワンドツールを使用してセル層の総断面積をピクセル単位で除いた領域を測定します。
    3. データ処理ソフトウェア( 材料表を参照)を使用して、総面積ピクセル値から外部面積ピクセル値を減算し、断面積ピクセル値を求めます。
    4. 特定の画像の顕微鏡ソフトウェアに示されているように、ピクセル値にμm/ピクセル値の2乗を掛けて、断面積ピクセル値をμm2 値に変換します(40倍油浸レンズでズームなしで1024p解像度で撮影されたZスタックの場合は0.31 μm/ピクセル)。
    5. データと結果のグラフの平均と標準偏差を計算します。

figure-protocol-1
1:マイクロ流体チャネル構造の分解図。上部の要素はフローアレイの上部、薄い灰色の要素は粘着ストリップ、薄い青色の要素はマイラースペーサー、下部の要素は長方形のカバーガラスです。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

figure-protocol-2
図2:マイクロ流体培養チャネルの一貫して層を生成する領域に沿った5つのイメージング位置。 イメージング位置は以下の通りである:入口側、第1電極が無傷のフローアレイ上に位置する場所の近く。入口側の位置とチャネルの中心の中間。チャネルの中心。中心側と出口側の位置の中間、および出口側、最後の電極が無傷のフローアレイ上にある場所の近く。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

2. 8ウェルチャンバーカバーガラスでの細胞培養

  1. 8ウェルチャンバーカバーガラスの前処理を行います。
    1. #1.5カバーガラスと細胞接着性を高める表面処理で製造された滅菌8ウェルチャンバーカバーガラスを入手します(図3材料表を参照)。
    2. 滅菌技術を用いて、培養ウェルの表面をPBS中の2.0 μg/mLヒトフィブロネクチンで処理し、37°Cで少なくとも30分間インキュベートします19
  2. チャンバー付きカバーガラス内で、以下の手順で細胞培養を行います。


figure-protocol-3

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Results

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提示された方法は、マイクロ流体培養チャネルで培養された上皮細胞層の可視化を可能にし、検証として従来の固定ウェル細胞培養環境でのデモンストレーションを使用します。取得した画像は、品質、シグナル強度、および細胞ターゲット特異性のスペクトル上に存在します。成功した画像は高コントラストを示し、その後の統計的評価のための画像分析とデータの定量化を可能にします。失敗した画像は、薄暗い、ぼやけた、ぼやけた、または主観的または定量的な評価に使用できなくなります。一部の画像は、主観的な層特性の決定に適しているが、定量分析には品質が不十分な場合があります。したがって、プロトコルが従う程度と注意は、統計分析のデータソースとして機能する特定の画像の適合性に直接影響します。

図4は、マイクロ流体動的培養環境のコンテキストでのこの技術の使用の成功を表しており、2つのマイクロ流体デバイスの入口と出口での画像取得を示しています。図4A、Bは24時間培養された層の例を示し、図4C<...

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Discussion

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提示されたプロトコルは、シングルチャンネルマイクロ流体フローアレイの動的環境、および従来の8ウェルチャンバーカバーガラスの静的環境におけるNCI-H441ヒト肺上皮細胞の培養、架橋固定、染色、透過処理、および共焦点顕微鏡可視化について説明しています。マイクロ流体細胞培養プロトコルでは、高速フローが細胞を洗い流したり、細胞単層の正常な組み立てを妨げたりする可能性があるため、細胞培養培地のフロー条件が最も重要です。一方、低速流は、マイクロ流体チャネルの不透過性の性質ならびに流動特性によって課せられる拡散制限のために、細胞層を「飢餓」または「窒息させる」(それぞれ不十分な栄養および酸素の利用可能性)可能性がある30。10分間の待機期間(その間、細胞は元々チャネルを満たしたのと同じ培地に懸濁されたままになります)から始めて、0.2 μL/minの流速に進み、最終的に4時間かけて10 μL/minまで上昇することで、これらの競合するニーズはバランスが取れており、細胞の接着と生存の両方を促進します。

プロトコルのもう一つの重要なステップは、構築と...

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Disclosures

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著者は利益相反を宣言しません。

Acknowledgements

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著者らは、マイクロ流体チャネル構築に使用される3M接着剤とマイラーシートの切断パターンを設計し、細胞培養培地の流量とシリンジポンプのプログラミングをテストしたAlan Shepardsonを認めています。資金は、NIH R01 HL0142702、NSF CBET 1706801、およびニューカム-チューレーン大学学部長の助成金によって提供されました。

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
A1R HD25 共焦点顕微鏡システムNikonA1R HD25https://www.microscope.healthcare.nikon.
com/products/confocal-microscopes/a1hd25-a1rhd25/specifications
ActinGreen 488 ReadyProbes Reagent (AlexaFluor 488 phalloidin)InvitrogenR37110https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/R37110
Adhesive Transfer Tape Double Linered3M468MPhttps://gizmodorks.com/3m-468mp-adhesive-transfer-tape-sheet-5-pack/
エアタイト HSWソフトジェクト使い捨てシリンジエアタイトRL514-817-53https://www.fishersci.com/shop/products/air-tite-hsw-soft-ject-disposable-syringes-6/1481753#?keyword=syringe%20leur%20locking%205ml
BAISDY 4ミル(0.1 mm)厚マイラーシートBAISDYAS022
https://www.amazon.ca/Stencil-Perfect-Silhouette-Machines-BAISDY/dp/B07RJJ9BNC Branson Ultrasonics Mシリーズ超音波洗浄バスブランソン超音波15-336-100https://www.fishersci.com/shop/products/m-series-ultrasonic-cleaning-bath/15336100
コーニング フィブロネクチン、ヒトフィッシャーサイエンティフィCB-40008https://www.fishersci.com/shop/products/corning-fibronectin-human-3/CB40008?keyword=true
DPBS、カルシウム、マグネシウムギブコ14040133https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/14040133?SID=srch-srp-14040133
ECIS Cultureware 使い捨て電極アレイ 8 x 10 ECIS フローアレイApplied BioPhysics1F8x10E PChttps://www.biophysics.com/cultureware.php#1F8x10E
Enterprise Technology Solutions UV 滅菌キャビネット、ホワイトエンタープライズ テクノロジー ソリューション50-211-1163https://www.fishersci.com/shop/products/uv-sterilizer-cabinet-white/502111163
ウシ胎児血清 (FBS)Gibco26140079https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/26140079
Finnpipette F2 可変容量ピペットThermo Scientific4642090https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/4642090
Fisherbrand 50mL Easy Reader プラスチック遠心チューブFisher Scientific06-443-21https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-higher-speed-easy-reader-plastic-centrifuge-tubes-8/p-193269
Fisherbrand カバーグラス:長方形(#1.5)フィッシャーサイエンティフィック12-544-GPhttps://www.fishersci.com/shop/products/cover-glasses-rectangles-promo-22/12544GP#coverglass
フィッシャーブランド Sterile Syringes for Single UseFisher Scientific14-955-458https://www.fishersci.com/shop/products/sterile-syringes-single-use-12/14955458
Gibco RPMI 1640 MediumGibco11875093https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/11875093
Image-iT Fixative Solution (4% Formaldehyde, methanol-free)InvitrogenFB002https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/FB002
ImageJ FijiImageJ ImageJFijihttps://imagej.net/downloads
イマージョンオイル F 30 ccニコンMXA22168https://www.microscope.healthcare.nikon.
com/products/accessories/immersion-oil/specifications
大容量リーチイン CO2 インキュベーター、821 L、ポリッシュステンレススチールThermo Scientific3950https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/3950
Laxco LMC-3000 シリーズ明視野複合顕微鏡システムLaxcoLMC3BF1https://www.fishersci.com/shop/products/lmc-3000-series-brightfield-compound-microscope-system-8/LMC3BF1
Masterflex フィッティング、ナイロン、ストレート、ホースバーブアダプターへのオスルアーロック、1/16" ID;25/PKMasterflexZY-45505-31https://www.masterflex.com/i/masterflex-fitting-nylon-straight-male-luer-lock-to-hose-barb-adapters-1-16-id-25-pk/4550531?PubID=ZY&persist=true&ip=no&
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Microsoft ExcelMicrosoft0016https://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=56547
National Target All-Plastic Disposable SyringesThermo Scientific03-377-24https://www.fishersci.com/shop/products/national-target-all-plastic-disposable-syringes/0337724#tab8
NCI-H441 Human Epithelial Lung CellsAmerican Type Culture Collection (ATCC)HTB-174https://www.atcc.org/products/htb-174
NE-1600 6チャンネルプログラマブルシリンジポンプ新時代ポンプシステムNE-1600https://www.syringepump.com/NE-16001800.php
NIS Elements AR NikonNIS Elements ARhttps://www.microscope.healthcare.nikon.
com/products/software/nis-elements/nis-elements-advanced-research
NucBlue Live ReadyProbes Reagent (Hoechst 33342)InvitrogenR37605https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/R37605?SID=srch-srp-R37605
Nunc Lab-Tek チャンバーカバーガラスThermo Scientific155411https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/155361
パラフィルム M ラッピングフィルムFisher ScientificS37441https://www.fishersci.com/shop/products/parafilm-m-wrapping-film-3/S37441
PendoTech 3ウェイストップコック ポリスルホン オス/メス ルアー インレット x メス ルアー ブランチPendoTechZY-19406-49https://www.masterflex.com/i/pendotech-3-way-stopcock-polysulfone-male-female-luer-inlet-x-female-luer-branch/1940649
リン酸緩衝液 (PBS)、pH 7.4Gibco10010023https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/10010023
Poly-D-LysineGibcoA3890401https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/A3890401#/A3890401
レイノルズ アルミラップホイルレイノルズ458742928317
https://www.amazon.com/Reynolds-Wrap-Aluminum-Foil-Square/dp/B00UNT0Y2M サポニンミリポア シグマ (Sigma Aldrich)47036https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/sigma/47036
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  1. Matthay, M. A., et al. Acute respiratory distress syndrome. Nature Reviews Disease Primers. 5, 18(2019).
  2. Rawal, G., Yadav, S., Kumar, R. Acute respiratory distress syndrome: An update and Review. Journal of Translational Internal Medicine. 6 (2), 74-77 (2018).
  3. Bilek, A. M., Dee, K. C., Gaver, D. P. Mechanisms of surface-tension-induced epithelial cell damage in a model of pulmonary airway reopening. Journal of Applied Physiology. 94 (2), 770-783 (2003).
  4. Modrykamien, A. M., Gupta, P. The acute respiratory distress syndrome. Baylor University Medical Center Proceedings. 28 (2), 163-171 (2017).
  5. Jacob, A. -M., Gaver, D. P. Atelectrauma disrupts pulmonary epithelial barrier integrity and alters the distribution of tight junction proteins ZO-1 and Claudin 4. Journal of Applied Physiology. 113 (9), 1377-1387 (2012).
  6. Kay, S. S., Bilek, A. M., Dee, K. C., Gaver, D. P. Pressure gradient, not exposure duration, determines the extent of epithelial cell damage in a model of pulmonary airway reopening. Journal of Applied Physiology. 97 (1), 269-276 (2004).
  7. Jacob, A. M., Gaver, D. P. An investigation of the influence of cell topography on epithelial mechanical stresses during pulmonary airway reopening. Physics of Fluids. 17 (3), 031502(1994).
  8. Gaver, D. P., et al. The POOR get POORer: A hypothesis for the pathogenesis of ventilator-induced lung injury. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 202 (8), 1081-1087 (2020).
  9. Jain, P., et al. Reconstruction of ultra-thin alveolar-capillary basement membrane mimics. Advanced Biology. 5 (8), 2000427(2021).
  10. Byrne, M. B., Leslie, M. T., Gaskins, H. R., Kenis, P. J. A. Methods to study the tumor microenvironment under controlled oxygen conditions. Trends in Biotechnology. 32 (11), 556-563 (2014).
  11. Szulcek, R., Bogaard, H. J., van Nieuw Amerongen, G. P. Electric cell-substrate impedance sensing for the quantification of endothelial proliferation, barrier function, and motility. Journal of Visualized Experiments. (85), e51300(2014).
  12. Jaccard, N., et al. Automated method for the rapid and precise estimation of adherent cell culture characteristics from phase contrast microscopy images. Biotechnology and Bioengineering. 111 (3), 504-517 (2013).
  13. Hagiyama, M., et al. Modest static pressure suppresses columnar epithelial cell growth in association with cell shape and cytoskeletal modifications. Frontiers in Physiology. 8, 00997(2017).
  14. Srinivasan, M., Sedmak, D., Jewell, S. Effect of fixatives and tissue processing on the content and integrity of Nucleic Acids. The American Journal of Pathology. 161 (6), 1961-1971 (2002).
  15. Zhu, L., Rajendram, M., Huang, K. C. Effects of fixation on bacterial cellular dimensions and integrity. Iscience. 24 (4), 102348(2021).
  16. Lust, R. M. The Pulmonary System. XPharm: The Comprehensive Pharmacology Reference. , Elsevier. 1-6 (2007).
  17. EpilogueLaser. FusionSeries: Pro & Edge Laser System Manual and Original Instructions. EpilogueLaser. , Golden, CO: Author. (2022).
  18. Chitnis, D. S., Katara, G., Hemvani, N., Chitnis, S., Chitnis, V. Surface disinfection by exposure to germicidal UV light. Indian Journal of Medical Microbiology. 26 (3), 241(2008).
  19. Sandell, L., Sakai, D. Mammalian cell culture. Current Protocols Essential Laboratory Techniques. 5 (1), 4(2011).
  20. New Era Pump Systems. Multi-Phaser Programmable Syringe Pump: NE-1000 Series User Manual. New Era Pump Systems. , Farmingdale, NY. (2014).
  21. Thermo Fisher Scientific. Safety Data Sheet: Image-iT Fixative Solution (4% formaldehyde, methanol-free). Thermo Fisher Scientific. , Waltham, MA. (2018).
  22. Thavarajah, R., Mudimbaimannar, V. K., Rao, U. K., Ranganathan, K., Elizabeth, J. Chemical and physical basics of routine formaldehyde fixation. Journal of Oral and Maxillofacial Pathology. 16 (3), 400-405 (2012).
  23. Jamur, M. C., Oliver, C. Permeabilization of cell membranes. Immunocytochemical Methods and Protocols. 588, 63-66 (2009).
  24. Thermo Fisher Scientific. ActinGreen 488 ReadyProbes Reagent Protocol. Thermo Fisher Scientific. , Walther, MA. (2022).
  25. Slowfade Glass soft-set Antifade Mountant. Thermo Fisher Scientific. , Available from: https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/S36917-5X2ML?SID=srch-hj-S36917-5X2ML (2022).
  26. Ravikumar, S., Surekha, R., Thavarajah, R. Mounting media: An overview. Journal of Dr. NTR University of Health Sciences. 3 (5), 1-8 (2014).
  27. Shihan, M. H., Novo, S. G., Le Marchand, S. J., Wang, Y., Duncan, M. K. A simple method for quantitating confocal fluorescent images. Biochemistry and Biophysics Reports. 25, 100916(2021).
  28. North, A. J. Seeing is believing? A beginners' guide to practical pitfalls in image acquisition. Journal of Cell Biology. 172 (1), 9-18 (2006).
  29. Ferriera, F., Rasband, W. ImageJ User Guide. National Institutes of Health. , Bethesda, MD. (2012).
  30. Halldorsson, S., Lucumi, E., Gómez-Sjöberg, R., Fleming, R. M. T. Advantages and challenges of microfluidic cell culture in polydimethylsiloxane devices. Biosensors and Bioelectronics. 63, 218-231 (2015).
  31. Smith, H. S., Riggs, J. L., Mosesson, M. W. Production of fibronectin by human epithelial cells in culture. American Association for Cancer Research. 39 (10), 4138-4144 (1979).
  32. Sieck, G. C., Mantilla, C. B., Prakash, Y. S. Volume measurements in confocal microscopy. Methods in Enzymology. 307, Academic Press. 296-315 (1999).
  33. Heijink, I. H., et al. Characterisation of cell adhesion in airway epithelial cell types using electric cell-substrate impedance sensing. European Respiratory Journal. 35 (4), 894-903 (2009).
  34. Zhang, X., Wang, W., Li, F., Voiculescu, I. Stretchable impedance sensor for mammalian cell proliferation measurements. Lab on a Chip. 17 (12), 2054-2066 (2017).

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