우리는 세포와 배아를 연구하는 장치와 새로운 방법을보고합니다. 단일 세포는 정확하게 마이크로 공동 어레이에 정렬됩니다. 그들의 3D 감금은 생리 학적 조건에서 발생하는 3D 환경을 향한 단계이며 소기관 방향을 수 있습니다. 세포의 모양을 제어함으로써,이 설정은 표준 분석에보고 된 변동성을 최소화 할 수 있습니다.
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우리는 세포와 배아를 연구하는 장치와 새로운 방법을보고합니다. 단일 세포는 정확하게 마이크로 공동 어레이에 정렬됩니다. 그들의 3D 감금은 생리 학적 조건에서 발생하는 3D 환경을 향한 단계이며 소기관 방향을 수 있습니다. 세포의 모양을 제어함으로써,이 설정은 표준 분석에보고 된 변동성을 최소화 할 수 있습니다.
생물 세포는 일반적으로 평면 (2D) 표면에서 관찰된다. 이 조건은 생리적없고, 표현형 및 모양이 매우 다양하다. 이러한 환경에서 세포 기반 스크리닝 따라서 심각한 한계를 가지고 : 세포 소기관은 이종 및 / 또는 특정 세포 소기관이 제대로 시각화 할 수없는 극단적 인 표현형, 세포의 형태 학적 및 크기를 표시합니다. 또한, 생체 내의 세포는 3 차원 환경에서의 위치; 이 상황에서, 세포는 주로하기 때문에 조직의 주변 세포 외 기질과의 상호 작용의 서로 다른 표현형을 보여줍니다. 표준화 및 세포 기반 검정을위한 생리 학적으로 관련 차원 환경에서 하나의 셀의 순서를 생성하기 위해, 여기에서 3D 관내 세포 배양 장치의 미세 가공 및 애플리케이션을보고한다. 이 장치는 마이크로 공동의 2 차원 배열 (일반적으로 10 5 공동 / cm 2), 단일 세포 또는 배아로 가득 각각 구성되어있다. 셀 포지기, 모양, 극성 및 내부 세포 조직은 3 차원 구조를 보여주는 다음 정규화된다. 우리는 커버 슬립에 부착 된 얇은 폴리 디메틸 실록산 상 'eggcups'(PDMS) 층 패턴 마이크로 공동의 배열을 복제 성형을 사용했다. 캐비티가 접착을 촉진하기 피브로넥틴으로 피복 하였다. 균체를 원심 분리에 의해 삽입 하였다. 충전 비율을 80 %까지 허용하는 각 시스템에 대해 최적화되었다. 배아 세포 생존이 확인되었다. 우리는 핵 및 골지 장치와 같은 세포 소기관의 시각화를 위해이 방법을 적용, 이러한 세포 유사 분열 동안 cytokinetic 반지의 폐쇄 활성 프로세스를 연구. 이 장치는 골지체와 핵 정렬에 대한 cytokinetic 링 폐쇄 및 압축 된 표현형 중에 이러한주기적인 축적과 미오신과 액틴의 불균질성과 같은 새로운 기능의 식별을 허용했다. 우리는 포유류 세포, 분열 효모, 출아 효모, C.하는 방법을 특징으로하는 엘레 w각각의 경우에 i 번째 특정 적응. 마지막으로,이 장치의 특성은 약물 스크리닝 분석 및 맞춤 의학에 특히 흥미합니다.
시험 관내 세포 - 기반 검정에서의 전류 (2D) 이차원이다. 이 구성은 포유 동물 세포에 대한 자연 아니므 한 생리 관련이 없다; 세포 모양, 크기 및 이기종 표현형의 다양성을 보여줍니다. 같은 비행기 및 세포 소기관의 극단적 인 표현형 (특히 스트레스 섬유) 내에서 무질서한 분포로, 심사 응용 프로그램에 적용 할 때 그들은 추가 심각한 한계를 제시한다. 이는 높은 예산이 매년 소비되는 약물 검사에 대한 임상 시험에서 특히 중요하다. 때문에 약물 검사의 초기 단계에서 인공 2D 문화 조건의 동물 모델에 적용 할 때이 약의 대부분은 비록 실패합니다. 또한,이 방법을 이용하여 특정 세포 소기관 적절 통상 관찰의 평면에 수직 한 평면에서 진화 구조 같은 세포 분열 동안 cytokinetic 액토 마이 오신 고리로서 가시화 될 수 없다. 약간새로운 2 차원 분석은 세포 골격 조직에서 상술 한 단점 중요한 통계는 2,3- 관찰되었다 극복하기 위해 제안되었다. 그러나 이러한 분석은 여전히 존재 하나 심각한 제한 : 세포는 세포가 3 차원 구조를 제시 생체 내에서 관찰되는 것과 대조적으로 매우 확산 표현형을 나타낸다. 배양 방법과 관련이 유물은 강화 된 스트레스 섬유 1,4,5으로 비 생리적 기능을 실행할 수 있습니다.
2D는 6,7 환경에 비해 입체 세포 배양 분석은 여러 장점을 제공한다. 그들은 생리 학적 관련성, 그리고 결과에 따라서 의미가있다. 예를 들어, 히드로 겔에 포함 된 세포는 3 차원 형상의 구조를 표시하지만, 그 모폴로지는 또 다른 하나의 셀에 8,9 다르다. 그러나, 그들의 모폴로지는 심사 응용 프로그램을 복잡하게 다른 하나의 셀에서 차이가있다. 또 다른 전략은 단일 포함하는 것입니다미세 공동 10, 11 셀. 셀의 위치, 모양, 극성 및 내부 세포 조직은 정상화 될 수 있습니다. 세포에 3D와 같은 아키텍처를 제공하는 외에, 마이크로 공동 또한 높은 콘텐츠 스크리닝 연구 10,12-14 수 있습니다; 단셀은 마이크로 어레이 및 세포 내 소기관으로 주문할 수 및 진화가 동시에 관찰 할 수있다. 이 규칙은 세포의 낮은 수 더 나은 시간 / 공간 해상도가 좋은 통계를 제공합니다. 유용한 화합물은 안정적으로 쉽게 식별 할 수 있습니다.
본 연구에서는 높은 콘텐츠 스크리닝 응용 10,12,13 대한 제조 및 새로운 3 차원 형상의 단일 세포 배양 시스템의 애플리케이션을 보여준다. 상기 장치는 탄성 중합체 마이크로 공동 (105 공동 / cm 2), 신조어 'eggcups'(EC)의 배열로 구성된다. 이 작품의 크기 및 EC의 총 부피는 개별 NIH3T3과 헬라 세포의 전형적인 볼륨에 최적화되어 있습니다세포 분열시. 원통형 - - 공동의 형태는 활성 프로세스의 시각화를위한 제대로 동양 세포 형태에 선택됩니다. 15,16 커버 슬립 복제 성형 유리에 부착 된 얇은 폴리 디메틸 실록산 (PDMS) 층 상으로 패턴 EC의 배열을 사용한다. 세포를 원심 분리에 의해 EC에 도입된다. 우리는 2D에서 동일한 세포에 비해 여기 관찰 및 3D (EC)의 세포 소기관 (액틴 스트레스 섬유, 골지 장치 및 핵)의 정상화를보고 (평면)의 표면. 우리는 또한 세포의 유사 분열 17시 cytokinetic 액토 마이 오신 링의 폐쇄로 활동 역학 과정의 관찰을보고합니다. 마지막으로, 우리는 신진 효모, 분열 효모와 C.와 같은 단단한 벽, 다른 시스템에서이 방법의 결과를 보여 모델 시스템의 넓은 범위에가는 방법의 적용 가능성을 확인 간스 배아.
우리는 옆에 상세하고 철저한 페이지를 표시순서 rotocol는 제작 및 3D 미세에 대한 'eggcups'을 적용합니다. 우리의 접근 방식은 간단하고 클린 룸을 필요로하지 않습니다. 우리는이 새로운 방법론은 배양 접시의 교체에, 약물 스크리닝 분석 및 맞춤 의학에 특히 흥미로운 일이 될 것으로 예상된다. 마지막으로, 우리의 장치는 암 (18) 또는 기초 연구 (19), 예를 들어, 외부 자극에 세포 응답의 분포를 연구하는데 도움이 될 것입니다.
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'Eggcups'의 1 미세
2. 'Eggcups'로 셀 소개
포유 동물 세포 내부의 'eggcups', PDMS 표면 북동를 소개하기 위해EDS는 세포 외 매트릭스의 접착 단백질로 작용 화된다. 이 예는 피브로넥틴하지만, 콜라겐 등의 관심을 다른 단백질을 사용, 사용할 수 있습니다.
Cytokinetic 링 폐쇄 'Eggcups'활성 세포 역학의 3 관측
참고 :이 예제는 미오신과 액틴에 대한 MYH10-GFP 및 Lifeact-mcherry로 형질하는 HeLa 세포를 사용하여, 각각 세포 유사 분열하는 동안 cytokinetic 링 폐쇄에 관여하는 주요 활성 분자. 장치는 직경이 25 ㎛ 인 마이크로 공동으로 제조된다. 자신의 관찰를 들어, 표면 형광 거꾸로 현미경이 사용 된 60X 오일 목표 (1.40 NA, DIC, 계획 아포)과 GFP (마이 오신) 및 TxRed (액틴) 필터가 장착. 또는 수직 공 초점 현미경은 25X 또는 63X HCX IR APO L 물 목표 (0.95 NA)를 장착, 사용되었다. 이 엑사에 대한mple, 매우 이중 티미 딘 블록, 유사 분열 블록 또는 유사 분열 흔들림 오프 법 21-24을 사용하여 세포를 동기화하는 것이 좋습니다.
주 : "eggcups '에 사용 된 PDMS의 두께는 반전 직립 위치 현미경 모두 다양한 목적의 사용을 허용한다.
'Eggcups'에 고정 세포 소기관 4. 관측
이 단계 전이나 3 단계 이후에 수행 될 수있다. 세포를 직접 원심 분리 단계 후에 고정 관심 소기관 또는 현미경으로 관찰 한 후 염색 할 수있다. 이 예는 'eggcups'에서 NIH3T3 섬유 아 세포의 골지 장치, 핵 및 액틴 섬유의 염색을 보여줍니다.
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'eggcups'(EC)는 3 차원 환경에서 배향 배아 세포의 가시화를 허용하는 신규 한 고 함량의 스크리닝 방법이다. 또한, 표준 2 차원 (평면) 배양 물에서 관찰하기 어려운 몇몇 세포 과정은이 새로운 방법에 의해 관찰 할 수있다.도 1a (제 1 전술 한 프로토콜도 참조 EC 미세 가공하기위한 절차의 개요를 나타낸다 ). 상기 방법은도 1B. 간단한 빠르고 효율적인 특수 장비의 필요없이 임의이며 1c는 대형 포토 각각 'eggcups'의 확대 된 주사 전자 현미경 이미지를 나타낸다. 이 관찰 될 수있는 바와 같이, 그 형상 및 크기가 매우 규칙적. 이 방법은 매우 유연; 다른 모양 및 크기를 쉽게 제조되고 다른 모델 시스템에 적용될 수있다. 'eggcups'의 치수는 다음과 같이 선택되었다 : 치수이들이 구형 있고 그 직경은 EC 직경에 대한 좋은 지표로 하였다 : 분열을 거쳐 세포의 2D 표면 상에 측정 하였다. 예를 들어 세포 ...
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복제 성형은 'eggcups'를 제조하기 위해 사용 하였다. 제조 공정은 클린 룸을 필요로하지 않는다; 연습이 필요할 수 있지만 그것은 쉽고 간단합니다. 특히, PDMS 스탬프을 떼면 고품질 'eggcups'의 넓은 영역을 생성하기 위해 가장 중요한 단계이다. 이 때문에, 특별한주의가이 단계에서 수행되어야한다. 이 단계를 반복하여 실패한 경우, 실란 화 플라즈마 결합 전에 플라즈마 클리너 파라미터를 최적화하기 위해 고려한다. 부족 실란 화는 PDMS 필름에 스탬프의 강한 고집으로 이어질 것입니다. 이 관찰되면 silanizing 시약 배양 시간이 증가 될 수있다. 다른 기술 및 물질 리간드 (피브로넥틴, 젤라틴, 콜라겐, 등)의 넓은 범위에 작용 화 될 수있는 'eggcups'를 제조하는데 적용될 수 있다는 것을 유의하여야한다. 특히 폴리스티렌 마이크로 공동 용이 CUS 의해 제조 될 수있다핫 엠보싱 기술을 톰-했다. 이 표준 배양 접시에서 얻어진 결과 생체 적합성과 ...
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우리는 공개 할게 없다.
우리는 안티 Giantin 항체, M. Labouesse 랩으로 우리를 제공하기위한 L. Brino (IGBMC 높은 콘텐츠 상영 시설하여 Illkirch, 프랑스)을 인정합니다. C.에 대한 간스 (IGBMC)와 B Séraphin 연구소. 효모 (IGBMC), 분열 효모 세포에 대한 형광 HeLa 세포 (MPI-CBG, 드레스덴), J. 모슬리 (다트머스 의과 대학)와 JQ 우 (오하이오 주립 대학)에 대한 E. Paluch 및 A. 하이 먼 신진에 대한; A. Hoël과 실험 도움 F. Evenou, 기술 지원을위한 C. 릭 (IBMC, 스트라스부르, 프랑스), 및 미세에 도움 JC Jeannot (펨토 - 일, 프랑스). 이 작품은 CNRS, 스트라스부르 대학, Conectus에서 기금에 의해 지원되었다, 라 파운데이션 부문은 라 공들인 MEDICALE와 스트라스부르의 CI-FRC를 붓는다.
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| ddH20 (ultrapure) | Millipore | - | 항상 신선한 물을 사용하십시오. |
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| 포토 마스크 | Selba | - | http://www.selba.ch |
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| SU-8 포토레지스트 | MicroChem | 2000 series | http://www.microchem.com/Prod-SU82000.htm |
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| SU-8 개발자 | MicroChem | - | http://microchem.com/Prod-Ancillaries.htm |
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| 2-프로판올 | Sigma-Aldrich | 19030 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/i9030?lang=en& region=CA |
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| Sigmacote (실리콘화 시약) | Sigma-Aldrich | SL2-25ML | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/sl2?lang=fr& 지역=FR |
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| 클로로 트리메틸 실란 (TMCS) | 시그마 - 알드리치 | 386529-100ML | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/386529?lang=fr®ion=FR |
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| 페니실린 & 스트렙토마이신 | 피셔 사이언티픽 | 15140-122 | http://www.fishersci.com/ecomm/servlet/Search?keyWord=15140-122& store=과학& 나비=0& offSet=0& storeId=10652& langId=-1& fromSearchPage=1& searchType=CHEM |
| 페트리 접시 P35 | Greiner | 627102http://www.greinerbioone.com/en/row/articles/catalogue/article/144_11/12885/ | |
| 페트리 접시 P60 | Greiner | 628163 | http://www.greinerbioone.com/nl/belgium/articles/catalogue/article/145_8_bl/24872/ |
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| 파라포름알데히드 3 % | Sigma-Aldrich | P6148-500G | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/p6148?lang=fr& 지역=FR |
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| 1.5 ml 메탄올 | |||
| Alexa Fluor 647 | InVitrogen | A21245 | 1:200 PBS에 있는 희석 1x |
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| http://www.abcam.com/giantin-antibody-ab24586.html 에 있는 분말을 녹입니다; | |||
| rabbit anti-anillin | Courtesy of M. Glotzer, Published in Piekny, A. J. & Glotzer, M. Anillin은 사이토키네시스(cytokinesis) 동안 RhoA, actin 및 myosin을 연결하는 골격 단백질입니다. 현재 생물학 18, 30– 6 (2008년). | PBS 1x | |
| Anti-phosphotyrosine | Transduction Lab | 610000 | |
| http://www.bdbiosciences.com/ptProduct.jsp?ccn=610000 Cy3 염소 anti-rabbit | 잭슨 면역 연구 | 111-166-047 | http://www.jacksonimmuno.com/catalog/catpages/fab-rab.asp |
| 1:1,000 희석, PBS 1x | |||
| DAPI | Sigma-Aldrich | D8417 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/d8417?lang=fr& 지역=FR 1 |
| 1mg/ml | |||
| 글리세롤 | 시그마-알드리치 | G2025 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/search?interface=All& 기간=G2025& 언어=ko& 지역=CA& focus=제품& N=0+220003048+219853082+219853286& 모드 = match % 20partialmax < / a > |
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| HeLa 세포 | - | - | 포유류 세포는 많은 회사에서 구할 수 있습니다. Table 1 |
| NIH3T3 세포 | ATCC- | 포유류 세포는 많은 회사에서 구할 수 있습니다. Table 1 | |
| Fission yeast 참조. | - | - | 균주에 대한 자세한 내용은 교신저자에게문의하십시오. Table 1 |
| C. elegans worms | - | - | 자세한 내용은 교신 저자에게나 연락하시기 바랍니다. 참조 표 1 |
| YES (한천) + 5 보충제 포함 | MP Biomedicals | 4101-732 | http://www.mpbio.com/search.php?q=4101-732& s=검색 |
| 준비를 위해: 상자에 | |||
| YES (미디어) + 5개의 보충제 포함 | MP Biomedicals | 4101-522 | http://www.mpbio.com/search.php?q=4101-522& s=검색 |
| 준비: EMM | |||
| (미디어) | MP Biomedicals | 4110-012 | http://www.mpbio.com/search.php?q=4110-012& s=검색 >< |
| 준비: 상자에 | |||
| 필터 멸균 EMM (미디어) - MP | Biomedicals | 4110-012 | . 준비: 상자에 적힌 지시사항을 따르십시오. 필터는 0.22 µ를 사용하여 매체를 살균합니다. 오토클레이브 대신 M 필터를 사용합니다. 이것은 매체에 투명도를 제공하고 자가형광을 감소시킵니다. |
| 보충제 (EMM용) | MP Biomedicals | 4104-012 | http://www.mpbio.com/search.php?q=4104-012& s=검색 |
| ( 오토클레이브 또는 여과 전에 EMM 매체에 225 mg/L를 추가하십시오) | |||
| Stericup 및 Steritop 진공 구동 멸균 필터 | Millipore | - | http://www.millipore.com/cellbiology/flx4/cellculture_prepare& 탭1=2& 탭2=1#탭2=1:탭1=2 |
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