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방법 논문

수성 2 단계 시스템을 사용하여 셀 공동 문화 패턴

18.5K 조회수

DOI:

10.3791/50304

2013년 3월 26일

이 논문에서

요약

수성 2 단계 시스템은 세포 동시에 패턴 여러 사람들에게 사용되었습니다. 세포 패터닝을위한이 빠르고 쉬운 방법은 dextran과 폴리에틸렌 글리콜 및 두 개의 폴리머 솔루션 사이에 존재 계면 장력의 수성 솔루션의 위상 분리의 장점을 걸립니다.

초록

빠르고, 사용하기 쉬운 저렴 세포 패터닝 기술은 세포 세포 상호 작용과 조직 엔지니어링 시스템을 공부 높은 처리량 세포 assays, 플랫폼의 미래 발전을 위해 필요합니다. 이 자세한 프로토콜은 임계 농도 위에 결합 상 별도의 때 dextran (DEX) 및 폴리에틸렌 글리콜 (PEG)의 biocompatible 솔루션을 사용 세포의 공동 문화를 생성하는 방법을 설명합니다. 세포는이 방법을 사용하여 구성 다양한 패턴 할 수 있습니다. 셀 제외 패턴은 기판에 DEX의 방울을 인쇄하고 PEG가 포함 된 셀의 솔루션을 다루는하여 수행 할 수 있습니다. 두 폴리머 솔루션을 사이에 형성 계면 장력은 DEX 비말의 바깥 주위에 빠지지 및 마이그레이션 assays에 사용 할 수있는 원형 개간를 형성 세포가 발생합니다. 셀 섬은 PEG 용액에 세포 풍부한 DEX 단계를 분배하거나 DEX를 덮고하여 패턴 할 수 있습니다PEG의 솔루션을 비말. 공동 문화는 DEX 섬의 패턴과 셀 제외를 조합하여 직접 형성 될 수있다. 이 방법은 수동 micropipetting 등의 액체 처리 방법, 다양한와 호환 있으며, 거의 모든 자기편 세포 유형으로 사용할 수 있습니다.

서론

이 호환되지 않는 고분자의 솔루션은 충분히 높은 농도에서 함께 혼합 수용액 2 단계 시스템 (ATPSs)는 형식입니다. 단계 분리는 분자량과 극성 고분자의, 솔루션, 산도 및 수성 용매 1, 2의 이온 콘텐츠의 온도를 포함 다양한 요소에 의해 영향을받습니다. 별도의 두 폴리머 솔루션 선택 단계 시스템의 physiochemical 특성에 의해 결정하지만,되는 시점은 일반적으로 ATPSs는 생명 공학에 사용 할 수 있도록, 비 denaturing 조건 하에서 낮은 폴리머 농도 (20 % 이하 중량 / 중량)에 발생 응용 프로그램 3-9.

지금까지 가장 광범위하게 연구 ATPS는 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) / dextran (DEX) 시스템입니다. 이 저렴하고 biocompatible 폴리머에 의해 형성 ATPS는 원래 분자 파티션 2, 10에 의해 분자의 정화에 대한 설명되었다. 파티션상 시스템에 기여하지 않은 추가 분자 또는 입자 PEG와 DEX과 혼합 할 때 발생합니다. DEX 또는 PEG 중 대한 상대적 동질성을 바탕으로 분자 또는 입자는 우선적으로 두 단계 중 하나에 또는 인터페이스에있는 것입니다. PEG / DEX ATPS의 또 다른 속성은 두 폴리머 단계 사이의 계면 장력....

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프로토콜

1. 단계 시스템 특성화 : 단계 분리에 대한 결정 임계 값

  1. 원하는 버퍼 또는 세포 배양 매체 15 ML 50 ML 원뿔 튜브에 그림 1 (보라색 점)와 같이에 PEG와 DEX를 포함하는 솔루션을 준비합니다. 향후, PEG와 DEX는 35 kDa의 PEG 500 kDa DEX를 참조 할 수 있지만, 중요한 농도는 사용 두 고분자에 따라 변경됩니다. 각 솔루션 PEG와 DEX의 질량을 기록합니다. 높은 농도 폴리머 솔루션은 분해하는 데 몇 시간이 걸릴 수 있습니다. Vortexing는 혈청이없는 솔루션을 사용할 수 있습니다. 두 폴리머가 완전히 해소 될 때까지 단백질이나 혈청을 포함하는 미디어를 들어, 흔들 무대에서 튜브를 놓습니다. 중합체를 용해하고 초기 농도 관심을 가지고하는 데 사용되는 미디어의 무게를 기록합니다.
  2. 폴리머가 완전히 용해되면 솔루션은 구름 나타납니다. 이 단계 분리가 발생하는 첫 번째 표시입니다. 이를 확인하려면 허용폴리머 솔루션은 20 분 동안 실온에서 수직 위치에 말이다. 1000 XG에서 원심 분리가 상 분리 과정을 가속화하는 데 사용할 수 있습니다. 밀도가 바닥 단계 DEX 풍부한되며 상단 단계 PEG 풍부한 될 것입니다.
  3. 천천히 튜브에 추가 버퍼 나 미디어를 추가 할 수 있습니다....

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결과

세포 패터닝을위한 PEG와 DEX의 적절한 조합을 선택하려면이 binodal 곡선을 결정하는 것이 중요합니다. 이 곡선은 ATPS가 형성 수 있으며, 온도, 산도 및 이온 콘텐츠를 기반으로 고분자의 주어진 세트에 따라 다를 수의 점을 delineates. 사용자 정의 중간 공법을 필요로 배양 세포의 경우는 실험적으로 binodal 곡선을 결정하기 위해 필요할 수 있습니다. 이것은 멀리 binodal과 PEG와 DEX 내용에 변화 (그림 1, 보라색 원) 출신 ATPSs 일련의를 생성하여 수행됩니다. ATPS이있는 경우, 폴리머 솔루션은 혼합하면 흐린 나타나며 방해받지 왼쪽 경우 별도의 단계로 평형합니다. 폴리머 혼합물에 추가 용매 추가하여 ATPS은 0 % PEG / 0퍼센트 DEX에 접근합니다. 어떤 시점에서, 혼합물은 더 이상 별도의 폐지하지 않습니다. 이 문제가 발생되는 PEG / DEX 농도는 binodal 곡선의 한 지점을 나타냅니다, AT 그 시점 위PS는 형성 할 수 있으며 그 시점 .......

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토론

ATPS 셀 micropatterning 방법은 세포 배양 기술의 능력 이외의 거의 전문 지식을 필요로 신속하게 마스터 할 수 있습니다. 이 방법의 장점은 저렴한 신속하고 세포 유형과 문화 다양한 형식의와 호환되는지입니다. 이러한 이유로, 우리의 프로토콜은 쉽게 특히 생명 과학자, 세포 증식, 이주 및 chemotaxis, 그리고 세포 인구 중 juxtacrine 및 paracrine 상호 작용의 영향을 연구하는 사람들에 의해 채택되어야한다. 여기에 제시된 assays는 쉽게 등 ImageJ와 같은 소프트웨어에서 사용할 수있는 표준 이미지 분석 절차를 사용하여 셀 인구 수준에서 정량화 할 수 있습니다.

일관성있는 패턴을 생성하기 위해 우리는 다음과 같은주의 사항을 권장합니다. 각 DEX 비말 더 일관성있는 비말 볼륨을 제공하기 위해 입금 한 후 우선, DEX 솔루션을 분배하는 데 사용되는 피펫 팁을 변경해야합니다. DEX 솔루션은 상대적으로 점성이기 때문에, 그것은 피펫 팁의.......

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공개 사항

저자는 재정 이익을 경쟁 없습니다.

감사의 글

JBW에 대한 :;이 작품은 보습 바로 앞에 달린 풀 베는 날 재단, Beyster 재단, 학부 연구 기회 (UROP) ATA와 국립 과학 재단 (National Science Foundation) 대학원 학생 연구 휄로 십 (2,010,101,926. ID 부여없이 당선 0718128) 여름 프로그램에 의해 지원되었다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
시약 제조업 자
Dextran 500,000 kDa Pharmacosmos, 덴마크
폴리에틸렌 글리콜 35,000 kDa 시그마 - 알드리치, 세인트 루이스, MO
헬러 ATCC, Manassas, VA
HepG2 C3A ATCC, Manassas, VA
3T3 NIH ATCC, Manassas, VA
셀 트래커 Invitrogen, Carlsbad, CA
DMEM Gibco, Carlsbad, CA
RPMI Gibco, Carlsbad, CA
F12 Gibco, Carlsbad, CA
태아 소 혈청 Gibco, Carlsbad, CA

참고문헌

  1. Hatti-Kaul, R. Aqueous two-phase systems : methods and protocols. Methods in biotechnology. xiii, Humana Press. 440(2000).
  2. Albertsson, P. A. k Partition of cell particles and....

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재인쇄 및 허가

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