동물 세포 배양을 사용하여 고급 세포 및 분자 개념을 탐구하는 생물학 학부생을 위한 실현 가능한 실험실 모듈에 대해 설명합니다. 학생들은 화학 요법제에 노출되어 유방암 세포 모델을 성장, 특성화 및 조작합니다. 세포 생존율은 표준 방법과 새로운 방법을 모두 사용하여 세포 계수를 통해 분석됩니다.
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동물 세포 배양을 사용하여 고급 세포 및 분자 개념을 탐구하는 생물학 학부생을 위한 실현 가능한 실험실 모듈에 대해 설명합니다. 학생들은 화학 요법제에 노출되어 유방암 세포 모델을 성장, 특성화 및 조작합니다. 세포 생존율은 표준 방법과 새로운 방법을 모두 사용하여 세포 계수를 통해 분석됩니다.
생물학 학부생은 생물 의학, 대학원 및 전문 프로그램 또는 과학 분야의 직업을 준비하기 위해 다양한 세포 및 분자 생물학 개념과 기술을 배우고, 이해하고, 적용해야 합니다. 이 문제를 해결하기 위해 동물 세포 배양 기술의 적용을 통해 세포 분열, 세포 통신 및 암의 개념을 가르칠 수 있는 간단한 실험실 모듈이 고안되었습니다. 여기서 마우스 유선종양(MMT) 세포주는 유방암을 모델링하는 데 사용됩니다. 학생들은 배양에서 이러한 동물 세포를 성장시키고 특성화하는 방법을 배우며 세포 증식에 대한 전통적 및 비전통적 화학요법제의 효과를 테스트합니다. 구체적으로, 학생들은 세포의 도금 및 성장을 위한 최적의 세포 농도를 결정하고, 약물 용액을 준비하고 희석하는 방법을 배우고, 항증식제의 최적 용량 및 치료 시간 경과를 확인하고, 다양한 치료에 대한 반응으로 세포 사멸률을 확인합니다. 이 모듈은 혈구계를 사용하는 표준 세포 계수 기술과 현미경 소프트웨어를 사용하는 새로운 세포 계수 방법을 모두 사용합니다. 실험 절차는 학생들이 동종요법 제제 및 처방전 없이 구입할 수 있는 약물 테스트를 포함하여 프로토콜의 중요한 단계를 수정할 수 있기 때문에 개방형 탐구에 적합합니다. 요컨대, 이 실험 모듈에서는 학생들이 과학적 과정을 사용하여 세포주기, 세포 신호 경로, 암 및 치료 방식에 대한 지식을 적용하는 동시에 세포 배양 및 학부 강의실에서 일상적으로 가르치지 않는 실험 데이터 분석을 포함한 일련의 실험실 기술을 개발해야 합니다.
종종 학부 일반 생물학 과정에서, 세포주기 조절과 암의 주제에 감동하고 있지만이 과정에서 콘텐츠의 폭이 깊이 약간의 시간이 나뭇잎 때문에 자세히 살펴 없습니다. 또한, 학부 생물학 학생들은 일반적으로 동물 세포 배양과 관련된 고급 기술에 노출되지 않습니다. 적용하고 그들이 배운 것을 분석하면서 학생들이 이러한 개념의 깊은 이해를 개발하기 위해, 실험실 활동은 실험실 활동 1을 확장 연구의 월터 리드 육군 연구소 (WRAIR)의 변형으로 개발되었다. 랩 모듈은 비정상적인 세포 신호 전달 경로를 성장 및 암세포 모델을 특성화 개발 및 셀 카운팅 방법을 실행하는, 항 증식 제와 세포를 치료하기위한 최적의 시간 과정 및 투여 량을 설정하고, 식별하는 단계를 포함 단계적 실험 전략을 사용 . 실험은 오픈 가능-ended 질문.
이 작업에 필요한 대부분의 기술은 전형적인 교시 생물학 실험실에서 수행 될 수있다. 활성은 마우스 유방 종양 (MMT) 세포주의 성장 속도 및 형태, 인간 유방암 2 모델을 특성화 학생들 시작한다. 유방암은 때문에 인구의 유병률, 대학 세 학생들의 친숙하고 사용할 수있는 광범위한 데이터 모델 암으로 선택되었다. MMT 세포주는 특별히 잘 특징으로 쉽게 얻을 수 있기 때문에, 선택된 짧은 배가 시간을 갖는 성장이 용이 하였다. 또한, MMT 세포가 에스트로겐 의존성 가장 여성의 유방암과 일치하는이다. 학생들은 그 행동의 메커니즘을 잘 학생들을 가능하게 변화하고있는 약물과 치료의 길이의 established.The 농도 화학 요법 약물로 세포를 처리하여 MMT 세포에서 비정상적인 세포 신호 전달 경로를 식별세포 분열의 속도에 이러한 변수의 효과를 알아보고자 하였다. 이 활동에 대한 키 분석은 단순히 두 가지 방법 중 하나를 사용하여, 세포 계수를 필요 세포 생존의 판정이다. 각 방법은 강력한 현미경 기술에 따라 달라집니다. 학생들은 표준 혈구 방법 및 신규 photomicroscopy 방법을 사용하여 세포 생존을 결정하고 제안한다. 자신의 연구 결과를 바탕으로, 그들은 제안 할 수 및 활동에 수정을 테스트합니다. 학생들은 그들의 데이터를 표현하고 그 가설을 수정하고 새로운 실험 전략을 고안하는 결과를 해석한다.
이 연구소의 활동은 생물 과학 전공 신입생 또는 학년 수준의 학생에 적합합니다. 그것은, 첫 해에 일반 생물학 또는 두 번째 해, 분자 / 세포 생물학 과정을 완료 할 수있는 한 주간의 실험 모듈로 응축된다. 활동의 적절한 완료에 필요한 기술은 C의 배열과 기본 산술 및 대수, 익숙 포함광석 실험실 기술 (예를 들면, 피펫, 솔루션 제작, 멸균 기술) 세포 배양 및 스프레드 시트 소프트웨어의 강사에 대한 지식과 함께, 데이터 분석, 기본 광학 현미경 및 시간 관리,. 필요한 시약 (예, 마우스 유방 종양 세포, MMT 2), 화학 요법 제를 암 동물 세포주 모델을 포함한다 (예를 들어, 타목시펜, 커큐민, 메트포르민, 아스피린), 트립 판 블루 및 세포 배양 배지 (예, 이글 최소 필수 중간 ; 적절한 보조제 (예를 들면, 도너 말 및 소 태아 혈청)와 EMEM). (; 클래스 II BSC), 혈구, 디지털 현미경 소프트웨어를 필요 인스트루먼트는 역 광 디지털 카메라 부착, 컴퓨터, 100mm 24 잘 조직 배양 플레이트, CO 2 배양기 (또는 동급), 바이오 안전성 캐비닛 현미경을 포함한다.
TEAC하는 동물 세포 배양에 의존하는 특정 실험실 활동의 좋은 사례가있다세포 생물학 3의 개념에 대한 H 학부 학생. 그러나 많은 사람들이 (예, 방사성 동위 원소, 라이브 동물 조직, 첨단 영상 장비 1,4,5가), (400 레벨 코스 6에 적합, 예를 들어) 상당히 진보 프로토콜을 설명 쉽게 접근 할 수없는 공급 또는 기술을 필요로하거나, 멀티 주 학기 긴 프로젝트 6, 7을 필요로한다. 여기에 설명 된 실험 활동 간단하고 일반적인 실험실 장비 단일 주에 수행 될 수있다.
요약하면,이 실험 모듈 효과적으로 도입 또는 기본 및 고급 실험실 기술, 실험 데이터 분석, 동물 세포 배양 방법 및 과학적 프로세스를 가르치는 동안 세포주기, 세포 신호 전달 경로와 암의 개념을 강화한다. 실험실 모듈은 간단하고 경제적으로 액세스 할 수 있으며 개방형 질문에 대한 유연성과 기회를 모두 제공합니다. 활동은 학생들의 창의력을 장려조리법 가이드로하지만 역할을하는 템플릿 실험 전략을 제공함으로써. 그것은 기억 필요로 가장 중요한 활동 만족 개화 분류 8의 모든 학습 영역은, 이해, 적용, 분석은 평가하고 교과서에서 과학 연구의 세계로 끌어 과정에서 학생들의 결합에 의해 생성.
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주 : 행동 클래스 II 바이오 안전성 캐비닛에서 세포와 세포 배양 시약 모든 작업 (BSC) 9. 그들은 생물학적 위험을 완화하기 위해 낮은 자세로 MMT 세포, 바이오 안전성 레벨 I로 분류됩니다. 사용 (예를 들어, 자외선은 70 % 에탄올 닦아) 사이의 BSC에 적절한 세척 및 오염 제거 절차를 적용합니다.
1. MMT 세포를 성장
2. MMT 세포를 계산
참고 : 세포를 계대 배양 할 필요가 있는지 확인하기 위해 세포를 계산, 실험 설정 또는 세포 생존을 결정합니다. 여기에 제시된 두 가지 방법이 있습니다.
3. 항 증식 에이전트와 MMT 세포 치료
4. 실험실 모듈
주 : 다음 5 일이며랩 모듈을 포함한다.도 7에 대한 랩 일정 스케줄이 오일 내에 수반 것의 흐름도이다. 이 작업은 5 일 완료되기 위해서는 시간 경과 또는 투여 량 반응 곡선 중 하나가 생성된다. 양방의 커브를 생성 할 수있는 충분한 시간이 아니다. 용량 반응 실험에 대하여 설명한다. 시간 경과 실험을 용이하게 교환 될 수있다
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MMT 세포 성장 및 계수를 비교하는 방법.
마우스 유방 종양 세포가 성공적으로 (도 1)과 Motic 소프트웨어, 현미경 용 디지털 카메라 관련된 소프트웨어 프로그램을 사용하여 개발 된 신규 한 셀 카운팅 방법을 특징으로 성장 하였다. 이 새로운 셀 카운팅 방법은 혈구 (도 2)을 이용하는 전통적인 계산 방법에 비교하고, 세포 수 (표 1)을 결정 똑같이 정확한 것으로 나타났다. 인해 상이한 성장 조건 또는 세포 유형으로 세포 수에 어떤 효과를 제어하기 위해, 두 셀 카운팅 방법 간의 비교는 항 증식 제의 존재 및 부재와 다른 세포주, 뉴런 모델 PC12 (17)을 실시 하였다.
도 3은 defin의 중첩 격자를 사용하여이 방법으로 세포를 계수 영역의 묘사를 도시에드 ...
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실험실 모듈은 동물 세포 배양의 고급 기술을 통해 세포 생물학의 다양한 주제를 가르 칠 목적으로 그 표시됩니다. 모듈은 인간 유방암 모델 세포 복제에 대한 항 증식 화학 물질의 수의 효과를 분석함으로써이를 달성한다. 주요 분석은 세포 계수의 기본 기술에 의존하고 현미경 소프트웨어를 사용하여 세포를 계산하는 새로운 방법을 소개합니다. 모듈을 더 포함하는 활동은 악기와 가장 생물학 프로그램 가능한 장비로 수행 될 수있다. 모듈은, 저렴하고 용이하게 얻을 아르 용품으로 5 일간 일정으로 구현 될 수있다. 디지털 현미경 카메라와 현미경 소프트웨어의 특정 브랜드가 여기 (Motic 소프트웨어)를 사용하지만, 어떤 비교 카메라와 소프트웨어는 충분합니다.
랩이 모듈은 인간 유방암 모델 MMT 세포를 이용한다. 학생들은 먼저 성장하고 이들의 특성을 배운다문화에 세포. 그것은이 실험실 모듈의 성공적인 완료를 강조하는 것이 중요하다 잘 치료 MMT 세포가 컨트롤 역할을 특히 때문에, 건강한...
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저자는 Motic로부터 금융 또는 유사한 지원을받지.
이 연구는 Joseph Alexander Foundation, ASBMB Undergraduate Research Award, 2013-2014 및 Science Award Grant, Marymount Manhattan College, 2012-2013의 지원을 받았습니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 조직 배양 후드 | ESCO Labculture Reliant | Class II Type A2 생물학적 안전 캐비닛 | |
| Waterjactor CO2 인큐베이터 | CEDCO | Model 1510 | |
| Bright-line Hemocytometer | American Optical | with two separate grid | |
| Motic Images Plus | Mac OSX Verison 2.0 or higher | ||
| Gilson Pipetman | Rainin instrument co. inc | P-20D, P-200D, P-1000D | |
| CK30/CK40 배양 현미경 | Olympus | 4 대물 도립 현미경 카메라 | |
| 200 μ l 피펫 팁 | MidSci | 40200C | |
| 1,000 μ l 피펫 팁 | MidSci | AVR4 | |
| 10ml 혈청 피펫 | TPP | TP94010 | |
| 24웰 플레이트 | CoStar- 조직 배양 클러스터 | 3524 | 24웰, 16mm 웰 직경, 방사선 멸균 |
| Trypan Blue Solution 0.4% | Sigma | T8154 | 100ml, 세포 배양 테스트 비헤이즈 |
| 브라이트라인 혈구계 교체 커버슬립, 비헤이즈 | 시그마 | ||
| 마우스 유방 종양(MMT) 세포 | ATCC | CCL-51 | |
| Eagle Minimum Essentail Medium (EMEM) | ATCC | 30-2003 | 500 ml |
| 소 태아 혈청 | 시그마 | F0926 | 500 ml |
| 메트포르민 염산염 | 시그마 | PHR1084 | 500 mg |
| 타목시펜 | 시그마 | T5648 | 백색 또는 백색-황색 분말 |
| Curmumin | Sigma | C1386 | 노란색-주황색 분말 |
| 아스피린 | Sigma | A2093 | USP 테스트 사양을 충족합니다 |
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