미세 유체 장치에서 전기장 유발 신경 전구체 세포 분화

Hui-Fang Chang; Shih-En Chou; Ji-Yen Cheng

doi:10.3791/61917

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방법 논문

미세 유체 장치에서 전기장 유발 신경 전구체 세포 분화

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DOI:

10.3791/61917

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2021년 4월 14일

Hui-Fang Chang¹ , Shih-En Chou¹ , Ji-Yen Cheng¹^,²^,³^,⁴

¹Research Center for Applied Sciences, Academia Sinica, ²Institute of Biophotonics, National Yang Ming Chao Tung University, ³Department of Mechanical and Mechatronic Engineering, National Taiwan Ocean University, ⁴College of Engineering, Chang Gung University

이 논문에서

요약

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.

초록

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.

서론

신경 전구체 세포(NPC, 신경 줄기 및 전구세포라고도 함)는 신경퇴행성 치료 전략^1에대한 유망한 후보일 수 있다. 차별화되지 않은 NPC는 자체 갱신 능력, 다중 효능 및 증식 능력^2,^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 상태^4를유지한다.

이전 연구는 전기 자극이 분열^5,마이그레이션^6,^7,^8,분화^1,^9,¹⁰및 세포 사멸(11)과 같은 세포 생리적 활동을 조절할 수 있다고^{보고하였다.}