이 연구에서는, 우리는 신경 줄기와 전구 세포 (NPC)의 분화를 위한 프로토콜을 제시합니다(NPC) 전적으로 미세 유체 시스템에서 직접 전류 (DC) 펄스 자극에 의해 유도.
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이 연구에서는, 우리는 신경 줄기와 전구 세포 (NPC)의 분화를 위한 프로토콜을 제시합니다(NPC) 전적으로 미세 유체 시스템에서 직접 전류 (DC) 펄스 자극에 의해 유도.
생리전기장(EF)은 세포 이동, 분화, 분열 및 사망에 중요한 역할을 합니다. 이 논문은 현미경 검사를 사용하여 장기 세포 분화 연구에 사용 된 미세 유체 세포 배양 시스템을 설명합니다. 미세 유체 시스템은 광학적으로 투명한 전기 전술 칩, 투명한 인듐 틴-옥사이드(ITO) 히터, 배양 미디어 충전 펌프, 전기 전원 공급 장치, 고주파 파워 앰프, EF 멀티플렉서, 프로그래밍 가능한 X-Y-Z 동력 단계, 그리고 디지털 카메라가 장착된 반전 위상 마이크로 콘트라스트 등 다음과 같은 주요 구성 요소로 구성됩니다. 미세 유체 시스템은 전반적인 실험 설정을 단순화하고 시약 및 시료 소비를 단순화하는 데 유용합니다. 이 작업은 직접 전류 (DC) 펄스 자극에 의해 유도 된 신경 줄기 및 전구 세포 (NPC)의 분화를 포함한다. 줄기 세포 유지 배지에서, 마우스 NPC (mNPC)는 DC 펄스 자극 후 뉴런, 성상 세포 및 올리고드 엔드로시테로 분화되었다. 결과는 간단한 DC 펄스 처리가 mNpCs의 운명을 통제할 수 있고 신경계 무질서를 위한 치료 전략을 개발하는 것을 이용될 수 있었다는 것을 건의합니다. 이 시스템은 여러 채널의 세포 배양, 장기 EF 자극, 세포 형태 학적 관찰 및 자동 시간 경과 이미지 수집에 사용할 수 있습니다. 이 미세 유체 시스템은 필요한 실험 시간을 단축할 뿐만 아니라 미세 환경에 대한 제어 정확도도 증가합니다.
신경 전구체 세포(NPC, 신경 줄기 및 전구세포라고도 함)는 신경퇴행성 치료 전략1에대한 유망한 후보일 수 있다. 차별화되지 않은 NPC는 자체 갱신 능력, 다중 효능 및 증식 능력2,3을가지고 있습니다. 이전 연구는 세포외 매트릭스와 분자 중재자가 NPC의 분화를 조절한다고 보고했습니다. 표피 성장 인자(EGF) 및 기본 섬유아세포 성장인자(bFGF)는 NPC 증식을 촉진하여 미분화 상태4를유지한다.
이전 연구는 전기 자극이 분열5,마이그레이션6,7,8,분화1,9,10및 세포 사멸(11)과 같은 세포 생리적 활동을 조절할 수 있다고보고하였다. 전기장(EF)은 중추신경계 개발12,13,14의개발 및 재생에 중요한 역할을 한다. 2009년부터 2019년까지, 이 실험실은 미세유체 시스템1,6,7,8,15,16,17에서 EF의적용에대한 세포 반응을조사했다. 멀티채널, 광학적으로 투명한, 전기전술(MOE) 칩은 공초점 현미경검사법에 면역형광 염색에 적합하도록 설계되었습니다. 칩은 높은 광학 투명성과 좋은 내구성을 가지고 있으며, 하나의 연구에서 세 개의 독립적 인 자극 실험과 여러 면역 스테인드 조건의 동시 수행을 허용했다. 미세 유체 시스템은 전반적인 실험 설정을 단순화하고 시약 및 시료 소비를 단순화하는 데 유용합니다. 이 논문은 장기 세포 분화 연구에 사용 된 미세 유체 세포 배양 시스템의 개발을 설명합니다.
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1. MOE 칩의 설계 및 제조
2. 세포 배양 영역의 기판에 폴리 L-리신(PLL)을 코팅
-).
-).3. 소금 교량 네트워크 준비
및 도 4B
-).
-).4. mNPC 준비
-).5. DC 펄스 자극을위한 미세 유체 시스템의 설정(그림 6)
6. 펄스 DC 자극 후 mNpC의 면역 불광 분석
참고: 이 단계에서는 모든 시약이 주사기 펌프를 사용하여 중간 입구를 통해 펌핑됩니다.
7. 이미지 분석 및 데이터 처리
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MOE 칩의 상세한 구성은 도 1에도시된다. 미세 유체 칩은 실험 설정 크기, 샘플 볼륨 및 시약 볼륨을 줄이는 데 유익한 접근 방식을 제공합니다. MOE 칩은 단일 연구에서 3개의 독립적인 EF 자극 실험 및 여러 면역 염색 조건을 동시에 수행하도록설계되었습니다(그림 3). 또한 광학 적 투명성이 높은 MOE 칩은 공초점 현미경 검사에 적합합니다. MOE 칩은 또한 단일 실험에서 다른 세포 배양 조건(예를 들어, 다중 EF 자극, 여러 약물, 상이한 코팅 기판, 다중 일련의 세포의 효과)의 효과를 동시에 조사하도록 설계되었습니다.
mNPC는 제곱파 DC 펄스(100Hz 의 주파수에서 크기 300mV/mm)에 노출되었습니다. DC 펄스 자극은 48h를 위해 ...
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MOE 칩을 제작하는 동안 어댑터는 빠르게 작용하는 시아노아크라일트 접착제를 사용하여 MOE 칩의 레이어 1에 부착됩니다. 접착제는 어댑터의 4 모서리에 적용된 다음 어댑터 위에 압력이 균등하게 적용됩니다. 접착제의 완전한 중합을 보장하기 위해 과도한 양의 접착제를 피해야합니다. 또한 완성된 MOE 칩 어셈블리는 진공 챔버에서 배양됩니다. 이 단계는 PMMA 층, 양면 테이프 및 커버 글래스 사이의 거품을 제거하는 데 도움이됩니다.
전극 물질의 선택은 매체에 풍부하게 존재하는 염화물 이온이 세포 배양 영역을 통해 흐르는 전해질 제품이라는 사실에 근거한다. EF 자극 실험 동안 전극 주위의 pH는 일정하게 유지되었습니다. 전극 재료로서 백금(Pt)을 사용하는 간단한 구성은 물을 전해질 시키고수전전(H+) 및 수산화 이온(OH-)을 각각 양배 영역에서 pH 변화를 유도한다. Pt 전극의 사용을 피함으로써 EF 자극 실험 중 pH 변경 문제를 우...
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저자는 공개 할 것이 없습니다.
저자는 마우스 신경 줄기와 전구 세포 (mNPC)를 제공하는 그의 도움에 대한, 생물 의학 과학 연구소, 학계 Sinica 교수 탕 K. 탕 교수에게 감사드립니다. 저자는 또한 MNPC의 차별화에 대한 귀중한 토론을 위해 탕 K. 탕 교수와 이잉산 교수에게 감사를 표합니다.
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