Name: 2層マイクロ流体デバイスを用いた組織恒常性の電気機械制御の解明 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-09-19T13:30:00.000+00:00
Duration: 11 min 8 s
Description: 学ぶ 上皮組織の電気機械制御メカニズムを2層マイクロ流体デバイスで解明する方法。電場方向が細胞接着・増殖・脱落に与える影響をライブイメージングで観察し、組織恒常性の新たな知見を得ます。

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<ol><li>Alberts, B., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAlberts%2C+B+%22Molecular+biology+of+the+cell%22">Molecular biology of the cell</a>. , 4th ed, Garland Science. New York. (2002).</li>
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<table><tbody><tr><td>1x DPBS</td><td>ギブコ</td><td>14190144</td><td></td></tr><tr><td>3-(トリメトキシシリル)メタクリル酸プロピル、TPM</td><td>シグマ</td><td>2530850</td><td>開封後は窒素下で保管してください。</td></tr><tr><td>50 mL ファルコンチューブ</td><td>コーニング</td><td>430829</td><td>50 mLのファルコンチューブキャップに4つの穴を開けて、電極とチューブがキャップを通過して培地に浸すことができます。マイクロ流体デバイスのセットには、少なくとも2つのキャップが必要です。</td></tr><tr><td>酢酸</td><td>シノファーム</td><td>10000208</td><td></td></tr><tr><td>アクリルアミド溶液、40%</td><td>シグマ</td><td>79061</td><td>毒性</td></tr><tr><td>ポンプ座</td><td>OKOラボ</td><td>OKO-APの</td><td>顕微鏡ステージトップインキュベーターのコンポーネント</td></tr><tr><td>過硫酸アンモニウム、APS</td><td>アラジン</td><td>A112447</td><td></td></tr><tr><td>カートリッジ</td><td>-</td><td>-</td><td>カートリッジは特注品で、デザインは補助資料を参考にしています。原材料はPCマクロロン2858医療グレードで、詳細はこちらにあります https://solutions.covestro.com/zh/products/makrolon/2858_000000000000508397?SelectedCountry=US</td></tr><tr><td>クリップ</td><td>-</td><td>-</td><td>ロバート・クリップ、チューブ用&nbsp;外径4.5mmの.<a href="https://item.taobao.com/item.htm?id=18717491819&amp;pisk=gAsj0ailDjcjqv-tCE2rVYReT5-1h8rFWA9OKOnqBnKv6A1RBjpxDchRepvBWczD0Ft1wQS2gt-v6c1NQi5NBGJOfnjPucR4ih6OThNUTkrFntYBXWPETzI4tHpikchwH3nJbds8Mz2dntxMXYlT8aBmCOO1qfp968tJCdc9XKnte89wBdK9MFh-ypdJXhdvkYpJBpn9HCnYF3pDKKhv6qK-edJXXCC9X86JZdt96bH_3dwJgtw2FbzzkyxCHQitXiEMlB_i7ci1TKLfXtd5zaSWhEOpWac1uiCPBiSDrzgJjT7C1NCLaqRARp1W8ZNIc61DB6tV4jeJXFQP8E_7McOP0dTpXUMtXTtPPFsWvkhWEaBVWifjCcpc0M86tUwtjF-RYeQdGA2henpOsejatmAAB9jh8HZjtK_Rd3syxDRBL50sFem6FBy7FV0GhSGPYc782SYvEK__F8GxLEpkFBy7FV0MkLvf18wSMv5..&spm=a21xtw.29978518.0.0&skuId=3344063585144"> 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(Gibco)。</td></tr><tr><td>エンクロージャーブラックケージ</td><td>OKOラボ</td><td>H201</td><td>顕微鏡ステージトップインキュベーターのコンポーネント</td></tr><tr><td>落射蛍光倒立顕微鏡</td><td>オリンポス</td><td>IX83</td><td></td></tr><tr><td>エタノール無水</td><td>シノファーム</td><td>10009218</td><td></td></tr><tr><td>ウシ胎児血清</td><td>シグマ</td><td>F8318</td><td></td></tr><tr><td>蛍光ビーズ、0.1 &L、レッド(580/605)</td><td>熱</td><td>F8801</td><td></td></tr><tr><td>ガス室</td><td>OKOラボ</td><td>H201-PRIOR-SP200/400/600</td><td>顕微鏡ステージトップインキュベーターのコンポーネント</td></tr><tr><td>ガス手動ミキサー</td><td>OKOラボ</td><td>2GFミキサー</td><td>顕微鏡ステージトップインキュベーターのコンポーネント</td></tr><tr><td>ジェネチキン</td><td>ギブコ</td><td>10131027</td><td>GFP&ndash;アクチンとH1&ndash;GFP MDCKは、0.5&thinspを添加した培地を使用して維持されました。遺伝子発現を維持するためのmg/mLジェネチシン(Gibco)</td></tr><tr><td>ヘペス</td><td>シグマ</td><td>736459</td><td></td></tr><tr><td>イソプロパノール</td><td>シノファーム</td><td>80109218</td><td></td></tr><tr><td>キムワイプ</td><td>キンバリー・クラーク・プロフェッショナル</td><td>LH-70155</td><td>研究室用ワイパー</td></tr><tr><td>長いネジ</td><td>-</td><td>-</td><td>ニッケルメッキ丸頭十字精密小ねじ、M3 x 10 mm。<a href="https://item.taobao.com/item.htm?id=604899872494&amp;pisk=gbX7s64OI40STNJKAQqqhx58y8d9NoyapDtdjMHrvLpJOvIP5HkeT7xIdEsTqUP3Zw1fJZAyyeRedH_wogkUqgrQdMI9yp5yzHQVRZcPz98FuJsG5QkPv9oliNStUTPkLv9kKpUa7RyZqgvHpfPM7c0okhx_LYdKpLvx7Uiz6RyNqiiy2lSYQ9Sp5stS9vQpwIpvqEhKe3QpMKKBkYKKeH3YcEYv24HKwxnvvh0K9wKdDnKkV03KeBKYHhYvJppdJiEXYELK1OzXm7TRVu-iUlqUdgsJlvHdeJAv5LhELvJw2Q6d2EsV0ttWNFRjAbyCeZSdUTA09X9h01_C9NUqaUC6fZONNPM55axdAHQ7IcTAFM6XZsoZBisfv1Rf3leMFLLRTLjEfzSfFaSlhMoKML9PGC6WBR0J8sS1dH63--_1vGfpG9g54UMw5pb-OMiidnTacoGntEWrjhPgtYw2wnxVQoZjPXAJmn1UcoGntQKDm2rbc4Gh.&spm=tbpc.boughtlist.suborder_itemtitle.1.494a2e8d0lg31n"> https://item.taobao.com/item.htm?id=604899872494&pisk=gbX7s64OI40STNJKAQqqhx58y8d9NoyapDtdjMHrvLpJOvIP5HkeT7xIdEsTqUP3Zw1fJZAyyeRedH_wogkUqgrQdMI9yp5yzHQVRZcPz98FuJsG5QkPv9oliNStUTPkLv9kKpUa7RyZqgvHpfPM7c0okhx_LYdKpLvx7Uiz6RyNqiiy2lSYQ9Sp5stS9vQpwIpvqEhKe3QpMKKBkYKKeH3YcEYv24HKwxnvvh0K9wKdDnKkV03KeBKYHhYvJppdJiEXYELK1OzXm7TRVu-iUlqUdgsJlvHdeJAv5LhELvJw2Q6d2EsV0ttWNFRjAbyCeZSdUTA09X9h01_C9NUqaUC6fZONNPM55axdAHQ7IcTAFM6XZsoZBisfv1Rf3leMFLLRTLjEfzSfFaSlhMoKML9PGC6WBR0J8sS1dH63--_1vGfpG9g54UMw5pb-OMiidnTacoGntEWrjhPgtYw2wnxVQoZjPXAJmn1UcoGntQKDm2rbc4Gh.&spm=tbpc.boughtlist.suborder_itemtitle.1.494a2e8d0lg31n</a></td></tr><tr><td>マイクロ流体コネクタ</td><td>-</td><td>-</td><td>ポリプロピレンストレートユニオンフィッティング、1/16 "-10-32UNF。<a href="https://item.taobao.com/item.htm?abbucket=16&amp;detail_redpacket_pop=true&id=555839592609&ltk2=1752310108435i7ldxj7ekdgu9qhnphlmj&ns=1&価格TId=2150470617523101021033708e1a4b&query=10-32unf%E8%9E%BA%E7%BA%B9%E7%9B%B4%E9%80%9A%E6%8E%A5%E5%A4%B4%20%E5%A1%91%E6%96%99%E5%A4%96%E8%9E%BA%E7%BA%B9%E6%8E%A5%E5%A4%B4&skuId=3600497427939&spm=a21n57.1.hoverItem.1&utparam=%7B%22aplus_abtest%22%3A%2245243a364caf5527e8392ded0656451a%22%7D&xxc=taobaoSearch」> https://item.taobao.com/item.htm?abbucket=16&detail_redpacket_pop=true&id=555839592609&ltk2=1752310108435i7ldxj7ekdgu9qhnphlmj&ns=1&priceTId=2150470617523101021033708e1a4b&query=10-32unf%E8%9E%BA%E7%BA%B9%E7%9B%B4%E9%80%9A%E6%8E%A5%E5%A4%B4%20%E5%A1%91%E6%96%99%E5%A4%96%E8%9E%BA%E7%BA%B9%E6%8E%A5%E5%A4%B4&skuId=3600497427939&spm=a21n57.1.hoverItem.1&utparam=%7B%22aplus_abtest%22%3A%2245243a364caf5527e8392ded0656451a%22%7D&xxc=taobaoSearch</a></td></tr><tr><td>マルチウェルプレートホルダー</td><td>OKOラボ</td><td>H201-MW-ホルダー-NZ500</td><td>顕微鏡ステージトップインキュベーターのコンポーネント</td></tr><tr><td>N'、N'-メチレンビスアクリルアミド、2%</td><td>シグマ</td><td>110269</td><td>毒性</td></tr><tr><td>NOA 73</td><td>ノーランド製品</td><td>17-345</td><td>UV硬化型接着剤</td></tr><tr><td>ペニシリン-ストレプトマイシン、PS(10,000 U/mL)</td><td>ギブコ</td><td>15140122</td><td></td></tr><tr><td>シャーレ(150mm&25mm)</td><td>コーニング</td><td>430599</td><td>少なくとも80度まで抵抗します。Cで2時間</td></tr><tr><td>ピコプラズマツール</td><td>Diener Electronic GmbH + Co. KG</td><td>ピコプラズマ</td><td>O2プラズマ処理用</td></tr><tr><td>プラズマクリーナー</td><td>ハリックプラズマ</td><td>PDC-002</td><td>空気プラズマ処理用</td></tr><tr><td>プラスチック皿(直径60mm、高さ15mm)</td><td>巣</td><td>705001</td><td></td></tr><tr><td>プラチナ電極</td><td>天津アイダ・恒生</td><td>Pt005</td><td>直径0.5mm、長さ37mm&nbsp;</td></tr><tr><td>Rain-X オリジナルガラス撥水</td><td>ITWケミカルプロダクツ</td><td>800002242</td><td></td></tr><tr><td>長方形カバーガラス</td><td>マリエンフェルト</td><td>0107222</td><td>&nbsp;1.5H、24 & 急性;50 mm2、170 &m厚み</td></tr><tr><td>丸型ガラスカバーガラス</td><td>マリエンフェルト</td><td>0111500</td><td>&nbsp;1.5H、直径10mmの丸型</td></tr><tr><td>短いネジ</td><td>-</td><td>-</td><td>ニッケルメッキ丸頭十字精密小ねじ、M3 x 4 mm。<a href="https://item.taobao.com/item.htm?id=604899872494&amp;pisk=gbX7s64OI40STNJKAQqqhx58y8d9NoyapDtdjMHrvLpJOvIP5HkeT7xIdEsTqUP3Zw1fJZAyyeRedH_wogkUqgrQdMI9yp5yzHQVRZcPz98FuJsG5QkPv9oliNStUTPkLv9kKpUa7RyZqgvHpfPM7c0okhx_LYdKpLvx7Uiz6RyNqiiy2lSYQ9Sp5stS9vQpwIpvqEhKe3QpMKKBkYKKeH3YcEYv24HKwxnvvh0K9wKdDnKkV03KeBKYHhYvJppdJiEXYELK1OzXm7TRVu-iUlqUdgsJlvHdeJAv5LhELvJw2Q6d2EsV0ttWNFRjAbyCeZSdUTA09X9h01_C9NUqaUC6fZONNPM55axdAHQ7IcTAFM6XZsoZBisfv1Rf3leMFLLRTLjEfzSfFaSlhMoKML9PGC6WBR0J8sS1dH63--_1vGfpG9g54UMw5pb-OMiidnTacoGntEWrjhPgtYw2wnxVQoZjPXAJmn1UcoGntQKDm2rbc4Gh.&spm=tbpc.boughtlist.suborder_itemtitle.1.494a2e8d0lg31n"> https://item.taobao.com/item.htm?id=604899872494&pisk=gbX7s64OI40STNJKAQqqhx58y8d9NoyapDtdjMHrvLpJOvIP5HkeT7xIdEsTqUP3Zw1fJZAyyeRedH_wogkUqgrQdMI9yp5yzHQVRZcPz98FuJsG5QkPv9oliNStUTPkLv9kKpUa7RyZqgvHpfPM7c0okhx_LYdKpLvx7Uiz6RyNqiiy2lSYQ9Sp5stS9vQpwIpvqEhKe3QpMKKBkYKKeH3YcEYv24HKwxnvvh0K9wKdDnKkV03KeBKYHhYvJppdJiEXYELK1OzXm7TRVu-iUlqUdgsJlvHdeJAv5LhELvJw2Q6d2EsV0ttWNFRjAbyCeZSdUTA09X9h01_C9NUqaUC6fZONNPM55axdAHQ7IcTAFM6XZsoZBisfv1Rf3leMFLLRTLjEfzSfFaSlhMoKML9PGC6WBR0J8sS1dH63--_1vGfpG9g54UMw5pb-OMiidnTacoGntEWrjhPgtYw2wnxVQoZjPXAJmn1UcoGntQKDm2rbc4Gh.&spm=tbpc.boughtlist.suborder_itemtitle.1.494a2e8d0lg31n</a></td></tr><tr><td>Sulfo-SANPAH、計量なし</td><td>熱</td><td>A35395</td><td>SSストック溶液:無水DMSO中20 mg / mL、2&μ;それぞれにL。SS作業溶液:HEPES中の0.5 mg / mL SS(0.1 M、pH 7.4)。</td></tr><tr><td>SYLGARD 184 シリコーンエラストマーキット</td><td>ダウコーニング</td><td>H052KCM147</td><td>最終製品はポリジメチルシロキサン、PDMSです。このキットには、ベースPDMS樹脂と架橋剤が含まれています。</td></tr><tr><td>温度単位</td><td>OKOラボ</td><td>H201-T-ユニット-BL</td><td>顕微鏡ステージトップインキュベーターのコンポーネント</td></tr><tr><td>テトラメチルエチレンジアミン、TEMED</td><td>シグマ</td><td>110189</td><td>毒性</td></tr><tr><td>タッチスクリーンディスプレイ</td><td>OKOラボ</td><td>オコタッチ</td><td>顕微鏡ステージトップインキュベーターのコンポーネント</td></tr><tr><td>トリデカフルオロ-1,1,2,2-テトラヒドロオクチル-1-トリクロロシラン</td><td>シグマ</td><td>78560459</td><td></td></tr><tr><td>トリプシン-EDTA(0.25%)</td><td>ギブコ</td><td>25200072</td><td></td></tr><tr><td>タイゴンチューブ</td><td>タイゴン</td><td>AJK00002</td><td>外径(OD)=3.2mm、内径(ID)=1.6mm</td></tr><tr><td>超音波洗浄機</td><td>サプミール</td><td>KD-300DEシリーズ</td><td></td></tr><tr><td>UVLED硬化機</td><td>GHUV</td><td>GHS-MFLG</td><td>UV-LED光源、発光範囲:363&ndash;370 nm、最大出力密度:230 mW/cm2</td></tr><tr><td>振動のない加湿モジュール</td><td>OKOラボ</td><td>HM-VF型</td><td>顕微鏡ステージトップインキュベーターのコンポーネント</td></tr><tr><td>ビジビュー</td><td>ビジットロンシステムズGmbH</td><td>-</td><td>イメージングソフトウェア</td></tr><tr><td>ウェハ層1</td><td>シンガポール国立大学機械生物学研究所微細加工施設</td><td>-</td><td>ウェーハは特注で、デザインは補助材料を参考にしています。</td></tr><tr><td>ウェハ層2</td><td>シンガポール国立大学機械生物学研究所微細加工施設</td><td>-</td><td>ウェーハは特注で、デザインは補助材料を参考にしています。</td></tr></tbody></table>

2層マイクロ流体デバイスを用いた組織恒常性の電気機械制御の解明

Revealing Electromechanical Control of Tissue Homeostasis Using a Two-Layer Microfluidic Device

ここで提示されたすべての結果は、以前の出版物4 から適応されています。詳細については、この出版物を参照してください。
このプロトコルにより、細胞または組織の平面に垂直な外部イオン電流または電場を印加することができます。この電気刺激は、内因性経上皮電位差 (TEPD) を乱し、組織の挙動の支配における TEPD の役割を研究することを可能にします。プロトコルに従って、野生型および遺伝子編集されたMDCK細胞(GFP-アクチン、H1-GFPおよびGFP-E-カドヘリンMDCK)をデバイスに播種し、コンフルエントまで3日間増殖させました。電流の方向の影響を研究するために、3つのデバイスをホルダーに配置し、同じ電極室と電源メーターに接続しました。1つのデバイスが制御として機能し(電流なし、タイゴンチューブがクリップ)、他の2つのデバイスは、電流の方向が互いに反対になるように反対方向に配置されました(BtA:基底から頂端方向を指す電流、およびAtB:頂端から基底方向を指す電流)。セットアップ全体を生細胞チャンバーを備えた共焦点顕微鏡に取り付け、...

Cell behavior and cell fate are impacted by electric currents or fields that are endogenous or externally applied. Static electric signals can be applied ...

revealing-electromechanical-control-tissue-homeostasis-using-two

Research

JoVE Journal

Bioengineering

バイオエンジニアリング（生体工学）

我々は、エラストマーポリジメチルシロキサン（PDMS）ベースのフォトリソグラフィにより定義された正確なボリュームを閉じて、特色にする余分なエネルギーを必要としないマイクロバルブの配列を製造し、自動化するためのプロトコルを示す。並列subnanoliter...

エラストマーのマイクロバルブの配列で制御マイクロ流体チップ

我々は、さまざまな神経伝達物質によく制御された方法で脳のスライスのマイクロスケールの表面を露出させる標準的な電気生理学的セットアップと統合可能なシンプルなマイクロ流体デバイスの作製を実証する。...

マイクロ流体ネットワークを用いた脳スライスの刺激と標準灌流チャンバー

出典: Kurz, D. L., 他 多孔質培地におけるバイオクロッキングを研究するためのマイクロ流体プラットフォーム。 J. Vis. Exp.

バイオフィルム形成中のリアルタイムイメージングおよび圧力追跡のためのマイクロ流体装置

ここでは、初代細胞、組織モデル、パンチ生検をマイクロ流体多臓器チップで最大28日間共培養するプロトコールを紹介します。ヒト真皮微小血管内皮細胞、肝臓凝集体、および皮膚生検は、共通の培地循環で成功裏に組み合わせられました。...

多臓器チップ - 長期マルチ組織の共培養のためのマイクロ流体プラットフォーム

流体成分と統合された微細加工デバイスは、in vivoの微小環境を模倣した細胞研究のためのin...

シングルまたは共存化学/電気/せん断応力刺激下で細胞応答を研究するためのマイクロ流体デバイスを設計

PDMSベースの多層、マイクロ流体デバイスの製造プロセスは、インビトロ転写および翻訳(IVTT)反応を長期間にわたって行うことを可能にする。さらに、これらの反応を長期間自動化および維持するために必要なハードウェアとソフトウェアの包括的な概要を提供します。...

長期無細胞遺伝子発現の伝導のための多層マイクロ流体プラットフォーム

このプロトコルの目的は、生体整血、コラーゲンベースのヒドロゲル、心臓組織工学、薬物スクリーニング、および疾患モデリングにおける応用のために、心臓線維芽細胞(CF)と共培養された幹細胞由来心筋細胞で構成される、高度に整列したヒト心臓組織の三次元(3D)微小流体モデルの開発を説明し、実証することである。...

マイクロ流体プラットフォーム内での3D組織化ヒト心臓組織の開発

生きた組織のリアルタイム分析により、重要な機能的およびメカニズム的データが得られます。このホワイトペーパーでは、幅広い組織および細胞モデルを維持および評価する、ポンプ不要の新規マルチチャンネル流路系システムによる正確で再現性の高いデータ生成を確保するためのプロトコルと重要な変数について説明します。...

新しいポンプレス流路システムを使用した眼のさまざまな組織および細胞タイプの維持と評価

このプロトコルは、オープンウェルフォーマットと流体フロー機能を統合する再構成可能なメンブレンベースの細胞培養プラットフォームについて説明しています。このプラットフォームは標準プロトコルと互換性があり、オープンウェル培養モードとマイクロ流体培養モード間の可逆的な移行を可能にし、工学とバイオサイエンスの両方のラボのニーズに対応します。...

静的バリア組織モデルを動的微生理学的システムに変換する

ここでは、油中水型エマルジョン(プラグ)でコンビナトリアルライブラリを産生するためのポリジメチルシロキサン(PDMS)ベースの二重層デバイスの作製について説明します。プラグ製造の自動化に必要なハードウェアとソフトウェアがプロトコルに詳述されており、蛍光プラグの定量的ライブラリの製造も実証されています。...

コンビナトリアルプラグ製造のための二層マイクロ流体デバイス

ここでは、内皮細胞に同期振動性高血糖およびパルサタイルせん断応力を曝露するマイクロ流体システムを製作・運用するプロトコルを提示します。このアプローチは、糖尿病の内皮機能障害を研究するための生理学的に関連性の高い in...

生理的パルサタイルせん断応力と振動性高血糖を組み合わせた内皮機能障害をモデル化するためのマイクロ流体システム

学ぶ 上皮組織の電気機械制御メカニズムを2層マイクロ流体デバイスで解明する方法。電場方向が細胞接着・増殖・脱落に与える影響をライブイメージングで観察し、組織恒常性の新たな知見を得ます。

2層マイクロ流体デバイスを用いた組織恒常性の電気機械制御の解明

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