화학적 집단 이동을 위한 미세 유체와 통합된 견인 현미경 검사법

Hwanseok Jang; Jongseong Kim; Jennifer  H. Shin; Jeffrey  J. Fredberg; Chan Young Park; Yongdoo Park

doi:10.3791/60415

방법 논문

화학적 집단 이동을 위한 미세 유체와 통합된 견인 현미경 검사법

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DOI:

10.3791/60415

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2019년 10월 13일

Hwanseok Jang¹ , Jongseong Kim¹ , Jennifer H. Shin² , Jeffrey J. Fredberg³ , Chan Young Park³ , Yongdoo Park¹

¹Department of Biomedical Sciences, Korea University, ²Department of Mechanical Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology, ³Department of Environmental Health, Harvard T.H. Chan School of Public Health

이 논문에서

요약

개발에 집단 세포 이동, 상처 치유, 그리고 암 전이 종종 성장 인자 또는 신호 분자의 그라데이션에 의해 유도. 여기에 설명된 견인 현미경과 미세 유체 시스템을 결합한 실험 시스템과 생화학 구이도하에서 집단 이동의 역학을 정량화하는 방법에 대한 데모입니다.

초록

세포는 화학 자극에 반응하여 이동 패턴을 변경, 자극의 그라데이션을 포함. 화학 구배의 방향으로 세포 이동, 화학 요법으로 알려진, 개발에 중요 한 역, 면역 반응, 상처 치유, 그리고 암 전이. 화학요법은 생체 내에서 세포의 집합뿐만 아니라 단일 세포의 이동을 조절하는 동안, 시험관 내 연구는 단일 세포 화학 요법에 초점을 맞추고, 부분적으로 적절한 실험 도구의 부족으로 인해. 이러한 격차를 해소하기 위해 여기서 설명한 것은 미세 유체와 미세 패턴화를 결합하여 집단 세포 이동에 대한 화학 적 그라데이션의 효과를 입증하는 독특한 실험 시스템입니다. 또한 견인 현미경 검사법과 단층 스트레스 현미경 검사가 시스템에 통합되어 기판뿐만 아니라 주변 세포 간의 세포력 의 변화를 특성화합니다. 개념 증명으로서, Madin-Darby 개 신장 (MDCK) 세포의 마이크로 패턴 원형 섬의 이동은 알려진 산란 인자 인자 (HGF)의 구배 하에서 테스트됩니다. HGF의 높은 농도 근처에 위치한 세포는 세포 섬 내의 반대쪽에 있는 세포보다 더 빨리 이동한다는 것을 발견했습니다. 같은 섬 내에서, 셀 룰 러 견인 은 양쪽에 유사, 하지만 세포 간 스트레스는 높은 HGF 농도의 측면에 훨씬 낮은. 이 새로운 실험 시스템은 세포 집단에 의한 화학 전술 이동의 역학을 연구하는 새로운 기회를 제공 할 수 있습니다.

서론

생물학적 시스템에서의 세포 이동은 조직 형성, 면역 반응 및 상처 치유^1,^2,^3에관여하는 근본적인 현상이다. 세포 이동은 또한 암 같은 일부 질병에 중요 한 과정^4. 셀은 종종 집단 세포 마이그레이션⁴^,^5로알려진 개별이 아닌 그룹으로 마이그레이션됩니다. 세포가 집합적으로 이동하려면 미세 환경의 감지가 필수적입니다^6. 예를 들어, 세포는 물리화학적 자극을 인식하고 운동성, 세포-기질 상호 작용 및 세포-세포 상호 작용을 변경하여 반응하여 화학 적 구배를 따라 방향 이동을^{초래하는 7,}⁸^, ⁹^,¹⁰. 이러한 연결을 바탕으로, 화학력 체11,^12,