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방법 논문

히 알루 론 산 기반 Hydrogels 세포종 환자에서 파생 된 셀의 3 차원 문화에 대 한

12.1K 조회수

⸱

DOI:

10.3791/58176

⸱

2018년 8월 24일

 ,  ,  , 

이 논문에서

요약

여기, 우리 두뇌 매트릭스를 모방 하도록 설계 하는 기가 가변 생체 내의 세포종 환자에서 파생 된 셀의 3 차원 문화에 대 한 프로토콜을 제시. 이 접근 한 생체 외에서세포종 세포 vivo에서 일반적으로 문화에서 길을 잃 었의 많은 특성을 유지 하는 실험 플랫폼을 제공 합니다.

초록

세포종 (GBM)은 가장 일반적인, 그러나 가장 치명적인, 중추 신 경계 암 이다. 최근 몇 년 동안, 많은 연구는 어떻게는 세포 외 기질 (ECM) 히 알루 론 산 (HA) 등 독특한 두뇌 환경의 용이 GBM 진행 및 내 습에 집중 했다. 그러나, 대부분의 생체 외에서 문화 모델 GBM 세포는 ECM의 컨텍스트 외부 포함. GBM 셀 murine xenografts 또한 일반적으로 사용 됩니다. 그러나, vivo에서 모델 어렵게 종양 동작으로 복잡 한 종양 microenvironment의 개별 특징의 기여를 분리. 여기, 우리는 하 하이드로 겔-기반, 3 차원 (3D) 문화 플랫폼 연구원 하 농도 및 강성 독립적으로 변경할 수 있도록 설명 합니다. 높은 분자량 HA 및 폴 리 에틸렌 글리콜 (PEG)는 마이클 형 추가 라이브 세포의 존재를 통해 가교 된 hydrogels를 구성 됩니다. 3D 하이드로 겔 문화 환자 파생 GBM 세포 전시 생존 및 확산의 속도 만큼 좋은, 또는 때 교양으로 표준 gliomaspheres 보다 더 있습니다. 하이드로 겔 시스템은 또한 특정 세포-ECM 상호 작용의 효과 분리 하는 ECM 모방 펩 티 드의 수 있습니다. Hydrogels 광학 투명는 라이브 셀 3D 문화에 몇 군데 있습니다. 마지막으로, 하 히드로 문화 분자 및 세포 분석, PCR, 등 서 부 럽 cryosectioning 뒤에 면역 형광 염색 법에 대 한 표준 기술로 호환 됩니다.

서론

3 차원 (3D) 문화 시스템 기본 조직 그들의 2 차원 (2D) 대응1,2보다 더 나은에서 셀과 그들의 주변 세포 외 기질 (ECM) 간의 상호 작용을 정리. 조직 공학의 발전은 새로운 매트릭스 microenvironment 영향 셀 동작 및 2)의 효능의 1) 어떻게 화학 및 물리적 구성 요소에 대 한 제어 조사를 가능 하 게 하는 정교한, 3D 문화 플랫폼 굴복 했다 치료 질병, 암2등의 숫자에 대 한 전략. 생체 외에서 모델 조직 요인, 내 분 비 및 면역 신호, 등에 대 한 계정이 없습니다 따라서 완전히 vivo에서 모델을 대체할 수 없습니다 하는 동안 그들은 재현성, 실험 제어를 포함 하 여 몇 가지 장점을 제공합니다 경제성 그리고 속도입니다. 여기, 우리 두뇌 모방 hydrogels는 3d에서 환자 파생 뇌 종양 세포의 문화 종양 생리학, 특히, 치료 저항3취득의 역학의 여러 측면을 캡처를 사용 하 여를 설명 합니다. 체 외에 다른 방법에 비해, 이러한 문화는 더 나은 종양 모델 vivo에서 및 임상 관찰

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프로토콜

모든 인간의 조직 컬렉션 단계 제도 승인된 프로토콜에서 실행 되었다.

1입니다. 히 알루 론 산의 Thiolation

참고: 어 금 니 비율 진술 된다 카복실산 그룹의 총 수와 관련 하 여 별도로 지정 하지 않는 한.

  1. 에 이온을 제거 된 증류수 (DiH2O) 압력솥 살 균, 250 mL 삼각 플라스 크에에서 10 mg/mL에서 나트륨 hyaluronate (HA, 500-750 kDa)의 500 mg을 디졸브. 완전히 분해 하 게 2 시간 동안 실내 온도에 솔루션 (~ 200 rpm)를 저 어. Thiolation 절차 동안 교 반 반응 계속 저 어 바와 자기 저 어 접시를 사용 합니다.
  2. 0.1 m M를 사용 하 여 염 산 (HCl), 5.5 HA 솔루션의 pH를 조정 합니다. 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC)의 69.6 mg (어 금 니 비율 x 0.25)에 밖으로 나가는 거 야.
    참고: 소화 EDC HA 솔루션에 직접 추가할 수 있습니다, 비록 그것은 일반적으로 쉽게 DiH2O의 1 mL에 먼저 EDC를 해산 하 고 다음 신속 하 게 추가할 EDC 솔....

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결과

Thiolated 하의 각 배치에 대 한 thiolation 정도 H1-NMR 또는 덮어의 테스트를 사용 하 여 확인 한다. 하 수정 여기 일관 되 게 설명 하는 절차를 사용 하 여 생성 (정의 하과 thiols의 어 금 니 비율) ~ 5 %thiolation (그림 1).

이 새로운 문화 플랫폼 설정 대규모 실험을 구현 하기 전에 좋은 문화 생존을 보장 하기 위해 엄격한 테스트를 수행할 각 연구실을 요구할 것 이다. 우리의 80 µ L hydrogels는 시드 밀도 500000 셀/mL (40, 000 셀/젤)와 지속적으로 확산 속도 비교, 또는 gliomasphere 문화 (그림 2A-2 C.......

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토론

이 3D 문화 시스템을 사용 하 여 재현할 수 데이터의 생성이 필요 합니다: 1) 일관 된 배치-배치 thiolation HA, 효율적인 히드로 선구자의 혼합 및 히드로의 처리를 달성 하기 위해 연습 2)의 손상을 방지 하기 위해 문화 및 3) 최적화 된 시드 각 셀 라인 사용에 대 한 밀도입니다.

특정 무게 비율 하는 하이드로 겔에서 원할 때 하의 thiolation의 정도 crosslink 밀도를 결정 합니다. 각 thiolation 반응에 대 한 HA의 일관 된 금액을 사용 하 여 일괄 배치 변화를 최소화 하기 위해 하는 것이 좋습니다. 하의는 적어도 300 mg이 좋습니다 thiolated HA의 동일한 배치 여러 실험 반복에 사용할 수 있도록 각 thiolation 반응에 대 한 사용 될. 4 팔 못에 maleimide 그룹 thiols의 어 금 니 비율 항상 최대 가교 효율 1.1:1 될 해야 합니다. 따라서, thiolation의 정도, 변화 하는 경우 다음 못 말 .......

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공개 사항

저자 들은 아무 경쟁 금융 관심사 선언 합니다.

감사의 글

이 작품은 NIH (R21NS093199)와 UCLA 아크 3R의 수상에서 자금을 지원 했다. 우리의 충심으로 감사 합니다는 HK301 및 HK157 셀 라인의 제공에 대 한 닥터 할리 로드의 실험실으로 이동합니다. 우리 또한 감사 UCLA 조직 병리학 코어 연구소 (TPCL) cryosectioning, 고급 조명 현미경/분광학 핵심 시설 (연금)에서 캘리포니아 Nanosystems 연구소 (CNSI) ucla confocal 현미경, UCLA Crump 연구소의 사용에 대 한 IVIS 이미징 시스템, UCLA 분자 계측 센터 (MIC) 흐름에 대 한 계측을 제공 하기 위한 자기 공명 분광학, 및 교류 Cytometry 코어에 Jonsson 종합 암 센터 (JCCC) UCLA에서 제공를 사용 하 여에 대 한 분자 영상 cytometry입니다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
pH 측정기Thermo FisherN/ApH 2-10 감도의 모든 pH 측정기
Stir plateThermo FisherN/A일반 실험실 장비
삼각 플라스크(125mL)Thermo FisherFB-501-125
투석 튜브Thermo Fisher21-152-14
2L 폴리프로필렌 비커Thermo FisherS01916
히알루론나트륨LifecoreHA700k-5500-750 kDa 범위
1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필) 카르보디이미드(EDC)써모 피셔PI-22980
N-하이드록시숙신이미드(NHS)시그마 알드리치130672-5G
염산(HCl)Thermo FisherSA48-500
수산화나트륨(NaOH)Thermo FisherSS266-1
시스타민 디하이드로클로라이드Thermo FisherAC111770250
디티올트레이톨(DTT)Thermo FisherBP172-25
Ellman의 테스트 시약(5-(3-Carboxy-4-nitrophenyl)디설파닐-2-니트로벤조산, 시그마 알드리치D218200-1G
중수소수(산화중수소)Thermo FisherAC166301000
0.22&마이크로; m 진공 구동 필터CellTreat229706
인산염 완충 식염수(PBS)Thermo FisherP32080-100T
Hanks' Balanced Salt Saline(HBSS)Thermo FisherMT-21-022-CV
4-arm-PEG-maleimideJenKem TechnologyA7029-1분자량 약 20kDa
4-arm-PEG-thiolJenKem TechnologyA7039-1분자량 약 20kDa
L-시스테인 시그마 알드리치C7880-100G
RGD ECM 모방 펩타이드Genscript BiotechN/A"GCGYGRGDSPG" 시퀀스의 맞춤형 펩타이드, N-터미널은 아세틸화 실리콘 몰드여야 합니다
Sigma AldrichGBL664201-25EA면도날을 사용하여 단일 조각으로
절단 완전한 배양 배지다양비 혈청 보충 (GeminiBio의 G21), 표피 성장 인자 50ng / mL (Peprotech), 섬유 아세포 성장 인자 20ng / mL (Pepro Tech) 및 heprain 25 µ를 사용한 DMEM / F12 (Thermofisher); g/mL(Sigma Aldrich), 배양 배지는 실험실마다 다릅니다.
환자 유래 GBM 세포N/AN/A
20G 바늘BD 의료305175
1mL 주사기 ThermoFisher14-823-434
10mL 주사기BD 의료302995
RIPA BufferThermo FisherPI-89901
프로테아제/ 인산가수분해효소 억제제 미니 정제시그마 알드리치5892970001
보텍스 쉐이커Thermo Fisher12-814-5Q
TrypLE 익스프레스써모 피셔12604013
70µ m cell strainerThermo Fisher22-363-548
파라포름알데히드Thermo FisherAC416785000PBS에 4%(w/v)를 용해하고 pH 7.4
D-sucroseThermo FisherBP220-1
최적 절단 온도(O.C.T.) 화합물Thermo FisherNC9373881
Cell Culture incubatorThermo FisherN/A일반 5 % CO2 및 37C
냉장고 / 냉동고Thermo FisherN / A-20C 및 -80C 용량의 일반 실험실 장비
일회용 임베딩 금형Thermo Fisher12-20
LyapholizerLabconcoN / AAny -105C 동결 건조기
HEPESThermo FisherBP310-500
앰버 바이알Kimble Chase60912D-2
와이드 오리피스 피펫 팁Thermo Fisher9405120
2-methylbutaneThermo Fisher03551-4
드라이 아이스N/AN/A

참고문헌

  1. Xiao, W., Sohrabi, A., Seidlits, S. K. Integrating the glioblastoma microenvironment into engineered experimental models. , (2017).
  2. Tibbitt, M. W., Anseth, K. S. Hydrogels as extracellular matrix mimics for 3D cell culture. Biotechnology and bioengineering. 103

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