미세 유체 칩으로 결정적인 방식으로 단일 셀 기반 공동 배양 구축

Cheng-Kun He; Ya-Wen Chen; Ssu-Han Wang; Chia-Hsien Hsu

doi:10.3791/60202

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방법 논문

미세 유체 칩으로 결정적인 방식으로 단일 셀 기반 공동 배양 구축

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DOI:

10.3791/60202

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2019년 9월 27일

Cheng-Kun He¹^,² , Ya-Wen Chen³ , Ssu-Han Wang³ , Chia-Hsien Hsu¹^,²

¹Institute of Biomedical Engineering and Nanomedicine, National Health Research Institutes, ²Ph.D. Program in Tissue Engineering and Regenerative Medicine, National Chung Hsing University, ³National Institute of Cancer Research, National Health Research Institutes

이 논문에서

요약

이 보고서는 여러 단일 세포의 고효율 페어링 및 현미경 분석을 달성할 수 있는 단일 세포 배양 실험을 설정하는 미세 유체 칩 기반 방법을 설명합니다.

초록

세포 공동 배양 시험은 암을 포함하여 질병의 생물학을 더 잘 이해하기 위하여 다른 세포 모형 사이 세포 세포 상호 작용을 공부를 위해 널리 이용되었습니다. 그러나, 세포 하위 집단의 이질성이 평균 값에 의해 가려지기 때문에 기존의 공동 배양 시스템을 사용하여 고도로 이질적인 세포 집단에서 세포 간 상호 작용의 복잡한 메커니즘을 명확히하는 것은 어렵다; 종래의 공동 배양 시스템은 모집단 신호를 설명하는 데만 사용될 수 있지만 개별 세포 동작을 추적할 수 없습니다. 더욱이, 종래의 단세포 실험 방법은 푸아송 분포 때문에 세포 조작에서 낮은 효율을 가지고 있다. 마이크로 패브릭 장치는 높은 처리량으로 단일 셀을 정확하게 조작할 수 있고 샘플 및 시약 소비를 줄일 수 있기 때문에 단일 셀 연구를 위한 새로운 기술입니다. 여기서, 우리는 다중 단세포 공동 배양을 위한 미세 유체 칩의 개념 그리고 응용을 기술합니다. 이 칩은 배양 챔버에서 여러 유형의 단일 세포를 효율적으로 캡처할 수 있습니다(~46%). 및 단일 세포 수준에서 세포-세포 상호작용 하에서 세포의 행동(예를 들어, 이동, 증식 등)을 연구하는데 유용한 충분한 배양 공간을 갖는다. 림프내피 세포 및 경구 편평 상피 세포 암종은 살아있는 다중 단세포 상호작용 연구를 위한 미세유체 플랫폼에서 단일 세포 공동 배양 실험을 수행하기 위해 사용되었다.

서론

단일 세포의 상이한 유형의 효율적인 포획 및 충분한 배양 공간을 제공하는 것은 단일 세포의 여러 유형의 단일 세포 공동 배양 실험에 필요합니다^1. 희석을 제한하는 것은 필요한 장비의 낮은 비용으로 인해 이러한 실험을 위해 단일 세포를 제조하는 가장 일반적으로 사용되는 방법입니다. 그러나 푸아송 분포 제한으로 인해 최대 단일 셀 획득 확률은 37%에 불과하여 실험 작업이 힘들고 시간이 많이 소요됩니다^2. 이에 반해, 형광 활성화 세포 선별(FACS)을 이용하여 푸아송 분포 한계를 극복할 수 있고 단일 세포를 고효율로^{준비한다(3).} 그러나 FACS는 비용이 많이 드는 계측 및 유지 보수 비용으로 인해 일부 실험실에서 접근하지 못할 수 있습니다. 마이크로 패브릭 장치는 최근 단일 셀 트래핑^4,단일 셀 페어링⁵및 단일 세포 배양 응용 을 위해 개발되었습니다. 이러한 장치는 단일 셀^6을정확하게 조작하거나, 높은 처리량의 실험을 수행하거나, 샘플 및 시약 소비를 줄이는 능력에 따라 유리합니다. 그러나, 현재 미세 유체 장치를 가진 다중 세포 모형을 ....