Name: 세포 세포 상호 작용을 조작에 대한 실리콘 마이크로 칩 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-08-30T00:00:00.000+00:00
Duration: 23 min 21 s
Description: 학습하세요 실리콘 마이크로칩을 이용한 세포 상호작용 조작 방법을 간세포와 기질 세포 공배양에 적용하여 세포 간 통신 메커니즘을 동적으로 연구하는 실험 기술입니다.

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저자는이 장치를 설계하는 과정 동안 도움이 토론 살만 Khetani, 제라드 앨런, 크리스 플레임, 오스틴 Derfus 감사드립니다. 이 작품은 국립 과학 재단 (National Science Foundation) 학부 조기 경력 개발 프로그램, 당뇨병과 소화기 및 신장 질환 보건 / 국립 연구소 국립 연구소, 그리고 데이비드와 루실 패커드 재단에 의해 지원되었다. 에이는 루스 L. Kirschstein 내셔널 리서치 서비스 상에 의해 지원되었다.

세포 배양의 준비 : <ol><li> 플라즈마 처리 폴리스티렌과 코팅 실리콘 부품과 함께 시작합니다. </li><li> 적절한 세포외 기질 단백질로 코트 부품 원하는 세포 유형의 첨부 파일을 지원합니다. hepatocytes 들어, 37 50 G / ML 콜라겐 - 1 솔루션 ° 45 분 들면 C에서 알을 품다. 3T3 섬유아 세포 들어, 매트릭스가 필요하지 않습니다. </li><li> 연락처 구성에 보완 부분 부분을 잠금. </li><li> 소독 10 분 최소 70 %의 에탄올에 만끽해보세요. 세포 배양 매체 ddH 2 O 및 1X의 2 배 린스. </li><li> 적절한 문화 매체 500,000 셀 / ML의 농도에 씨앗 세포. 12 잘 문화 판의 각 잘 1 ML을 사용합니다. </li><li> 균등하게 다시 정지 세포마다 15 분 흔들어, 1 시간을위한 부화. </li><li> 합류 monolayer 1 시간 이후에 달성되지 않은 경우, 새로운 서스펜션으로 세포 현탁액 및 반복 시딩을 대기음. 원하는 세포 밀도를 얻을 때까지 반복합니다. </li><li> 보완 부분을 제거합니다. 신선한 우물에 부품을 전송하고 세포가 완전히을 준수하고 확산 수 있도록 밤새 품어. </li><li> 간격이나 연락처 구성 중 하나에 해당하는 부분을 잠금으로 양식 공동 문화. 구성은 문화, 동안 원하는 시점에서 변경될 수 있습니다. </li><li> 미디어를 변경하는 경우, 가능 한한 짧은 시간에 대한 세포 건조 떠나 선호 잠시 한두 돌봐. 한 손으로 액체를 밖으로 꺼내는 즉시 한편을 사용하여 미디어를 대체합니다. </li></ol> 재사용을위한 처리 실리콘 부품 : <ol><li> 표백에 몸을 담글 수와 물로 rinsing하여 세포를 스트립. </li><li> 부품이 완전히 건조하도록 허용합니다. 폴리스티렌을 벗겨 2 H에 대한 톨루엔의 만끽해보세요. </li><li> 120 ° C.에 가열 : 피라 냐는 물고 기지 너한테 솔루션 (H 2 SO 4 1시 2분 H 2 O 2)에서 클린 </li><li> ddH 2 O.의 지속적인 흐름에 따라 15 분 린스 즉시 폴리스티렌을 입금하지 않을 경우, 물에 부분을 저장합니다. </li><li> 100 MG / ML에서 톨루엔의 폴리스티렌을 디졸브. 1 시간에 대한, 또는 완전히 해산까지를위한 폴리 프로필렌 원뿔의 소용돌이. 솔루션의 조금 더보다 1 ML은 매 10 부품이 필요합니다. </li><li> 30 초에 대한 2,​​400 rpm으로 각각의 실리콘 부품에 스핀 코트의 폴리스티렌 솔루션입니다. </li><li> 120 ° C. 적어도 5 H에 대한 베이크 </li><li> 1 분에 대한 산소 플라즈마 (200 mTorr, 200 W)로 처리합니다. </li></ol>

<ol><li>Hui, E. E., Bhatia, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micromechanical+control+of+cell-cell+interactions%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Micromechanical control of cell-cell interactions.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 104, 
	
 <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=17389399&ordinalpos=2&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum">http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=17389399&ordinalpos=2&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum</a> 5722-5726 (2007).</li>
<li>Bhatia, S. N., Balis, U. J., Yarmush, M. L., Toner, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+cell-cell+interactions+in+preservation+of+cellular+phenotype%3A+cocultivation+of+hepatocytes+and+nonparenchymal+cells%5BTitle%5D)+AND+%22The+FASEB+Journal%22%5BJournal%5D)">Effect of cell-cell interactions in preservation of cellular phenotype: cocultivation of hepatocytes and nonparenchymal cells.</a> The FASEB Journal. 13, 
	
 <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=10544172&ordinalpos=2&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum">http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=10544172&ordinalpos=2&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum</a> 1883-1900 (1999).</li>
<li>El-Ali, J., Sorger, P. K., Jensen, K. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cells+on+Chips%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Cells on Chips.</a> Nature. 442, 
	
 <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=16871208&ordinalpos=2&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum">http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=16871208&ordinalpos=2&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum</a> 403-411 (2006).</li>
</ol>

저자들은 공개할 사항이 없습니다.

이 시스템은 동적으로 세포 수준에서 조작하는 조직의 공간적 조직을 가능하게한다는 점에서 고유합니다. 따라서,이 장치는 세포 신호 역학, 연락처 - 중재 비교 용해 신호, 세포의 운명 결정, 독성학, 그리고 세포 누화와 같은 주제를 걸​​쳐, 새로운 생물 학적 실험의 숫자를 사용할 수 있습니다. 문화 기판 표준 조직 문화 플라스틱이기 때문에이 장치가 널리 generalizable되어야하고, 시스템은 표준 방식과 문화 assays와 호환됩니다. 따라서, 우리는이 플랫폼은 다양한 세포와​​ 조직 간의 세포 - 세포 상호 작용을 연구하기위한 도구로 광범위한 관심을 것이라고 생각합니다.

<table><tbody><tr><td>실리콘 콤 기판</td><td>도구</td><td>해당 없음</td><td>해당 없음</td><td>부품은 공동 연구 프로젝트를 위해 제공 가능합니다. Elliot Hui (eehui @ alum . mit . edu) 또는 Sangeeta Bhatia (sbhatia @ mit . edu)에게 문의하시기 바랍니다.</td></tr></tbody></table>

세포 세포 상호 작용을 조작에 대한 실리콘 마이크로 칩

Silicon Microchips for Manipulating Cell-cell Interaction

세포 microenvironment의 역할은 개발에서 악성 변화로 거의 모든 포유 동물 조직의 세포 운명과 기능을 결정하는 중요한로 인식되고 있습니다. 특히, 이웃 기질과 상호 작용은 생물 학적 현상의 과다에 연루되어 있지만, 종래의 기술은 이러한 상호 작용의 공간과 동적 요소를 심문할 수있는 능력을 제한하고 있습니다. Micromechanical 재구성 문화 (RC), 우리는 동적 기계 위치 조정을 통해 셀 - 세포 상호 작용을 제어하는​​ 부품을 움직이는 micromachined 실리콘 기판을 사용합니다. 이전,이 방법은 시간 의존 상호 작용과 용해 신호 1 제한된 범위를 보여주는, hepatocytes 및 비 - parenchymal 세포의 공동 문화에 세포 통신을 조사하기 위해 적용되었습니다. 여기서는 자세히 RC 시스템의 준비와 사용에 대해 설명합니다. 우리는 간격 및 연락처 구성 사이의 작동을 포함하여 핀셋을 사용하여 장치 부품의 처리를 시연하여 시작 (세포 인구가 좁은 80 μm의 간격으로 구분하여, 또는 직접 친밀한 접촉). 다음, 우리는 자세히 문화 기판을 준비하는 과정, 그리고 다단계 셀 시딩 프로세스가 합류 세포 monolayers를 얻기 위해 필요합니다. 라이브 현미경을 사용하여, 우리는 다음 다른 가능한 실험 구성 사이 세포의 실시간 조작을 설명합니다. 톨루엔과 피라 냐는 물고 기지 너한테 청소, 폴리스티렌 코팅 및 산소 플라즈마 처리 : 마지막으로, 우리는 재사용을위한 장치 표면을 생성하기 위해 필요한 단계를 보여줍니다.

이 문서는 마이크로 미터 규모의 자기편 세포 사이의 세포 - 세포 상호 작용의 동적 규제를위한 실험적인 접근 방법을 설명합니다. hepatocytes와 stromal 세포 사이의 세포 의사 소통의 조작이 증명됩니다. 개발 플랫폼 개발 및 pathogenesis을 포함한 생물 학적 과정의 다양한 세포 - 세포 상호 작용의 조사를 수 있습니다.

세포 미세환경의 역할은 ...를 포함한 거의 모든 포유류 조직에서 세포의 운명과 기능을 결정하는 데 결정적인 것으로 인식되고 있습니다.

안녕하세요, 저는 Elliot Hu입니다. 저는 이곳 매사추세츠 공과대학교(MIT)의 Tia 교수님 연구실에서 박사후 연구원으로 근무하고 있습니다. 오늘은 실리콘 마이크로 기계 칩 상에 세포 배양을 준비해 보겠습니다. 이 장치들은 서로 맞물리는 작은 빗 모양으로 생겼으며, 이를 통해 두 개의 서로 다른 세포 집단 간의 상호작용을 정밀하게 조절할 수 있습니다.오늘은 간의 간세포와 이를 지지하는 기질 세포 간의 상호작용에 대해 연구하겠습니다. 구체적으로, 3T3 섬유아세포를 콤(comb)의 상단 표면에 배양하여, 콤의 손가락 부분을 이동시킴으로써 세포를 움직이고 공간적 배치를 변경할 수 있습니다. 각 장치는 두 부분으로 나뉘어 있으며, 두 가지 가능한 구성으로 결합할 수 있습니다.첫 번째 조건은 두 세포 집단을 서로 접촉하게 합니다. 두 번째 조건은 두 집단을 약간 분리하여 세포가 서로 닿지 않게 합니다. 이 경우 접촉 상호작용은 차단되지만, 분비 인자를 통한 상호작용은 유지됩니다.먼저 핀셋을 사용하여 부품을 다루는 방법에 대해 알아보겠습니다. 저는 큰 테플론 핀셋과 끝이 둥근 작은 금속 핀셋을 모두 사용하는 것을 선호합니다. 큰 핀셋을 사용할 때는 이와 같이 부품의 가장자리를 잡을 수 있으며, 팔(arm)이 있는 큰 부품의 경우 팔 부분이 매우 약하므로 부러지지 않도록 주의해야 합니다.이런 식으로 부품의 뒷부분을 집어 올리십시오. 금속 핀셋을 사용하여 구멍 안으로 손을 뻗어 칩을 직접 집어 올릴 수 있습니다. 크기가 큰 부품은 12-웰 플레이트의 벽면에 맞고, 크기가 작은 부품은 24-웰 플레이트에 맞거나 큰 부품과 짝을 이룰 수 있습니다.12-웰 플레이트에서는 보통 금속 핀셋을 사용합니다. 플레이트 내의 부품들을 서로 결합시키기 위해 다룰 때, 보통 더 큰 부품을 웰에 먼저 넣고 한쪽 끝까지 밀어 넣습니다. 그런 다음 보완용 수리 부품을 웰의 반대편에 놓고, 두 개의 핀셋을 각각의 구멍에 넣어 서로 밀어 결합시킵니다.이제 부품들을 간격 구성(gap configuration) 또는 접촉 구성(contact configuration)의 상태로 서로 고정할 수 있습니다. 부품을 분리하려면, 부품들을 간격 구성 상태로 당긴 다음 수직으로 들어 올려 제거하는 방식을 권장합니다. 현재 소자들은 실리콘으로 제작되었으므로, 적절한 세포 부착을 위해 코팅 처리가 필요합니다.장치는 이미 폴리스티렌으로 코팅되고 플라즈마 처리가 된

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Research

연구

JoVE Journal

Biology

생물학

우리는 탄성 polydimethylsiloxane (PDMS) 기반 photolithographically 정의 정확한 볼륨을 닫고 기능을 더 추가 에너지를 필요가 없다 microvalve 배열을 제조 및 자동화 프로토콜을 보여줍니다. 병렬 subnanoliter 볼륨 믹서와 통합 microfluidic 재관류 시스템을 소개하는 부분이있다.

Microfluidic 칩은 탄성 Microvalve의 배열을 제어

우리는 기판에 원하는 장소에서 세포를 삽입하기위한 간단한 방법을 보여줍니다. 이 방법은 패턴을 기판에 전지 가득 microwells를 포함하는 실리콘 칩을 틀지하여 세포를. 이 방법은 세포 사이의 diffusible 및 juxtacrine 신호를 조절하는 새로운 방법을 제공합니다.

바이오 플립 칩을 사용하여 배아 줄기 세포의 Patterning

우리는 세 차원 세포 배양을위한 다공성 고분자 칩의 microfabrication 두 가지 프로세스를 제시한다. 첫 번째는 용매 증기 용접 공정과 결합 핫 엠보싱입니다. 두 번째는 생산의 중요한 단순화하기 위해 선도적인 이온 트랙 기술과 함께 최근에 개발된 microthermoforming 프로세스를 사용합니다.

입체 세포 배양을위한 칩 크기의 공사장 공중 발판의 Microfabrication

이 문서에서 우리는 단일 세포 분석을위한 마이크로 유체 칩을 제시한다. 그것은 수있는 세포 내 단백질, 효소, 조효소, 형광 분석이나 면역에 의해 두 번째 메신저의 정량화.

단일 세포의 다목적 화학 분석을위한 미세 유체 칩

이 프로토콜은 그런가 2 세포 패터닝 미세 호환 방법을 설명합니다. 미리 정의 된 파릴 렌-C 디자인은 포토 리소그래피의 SiO2 웨이퍼에 인쇄되어 있습니다. 혈청 (또는 다른 정품 인증 솔루션)와 함께 배양 한 다음 세포에 특이 적으로 부착 (과의 적합성에 따라 성장) 그런가 2 지역으로 격퇴하는 동안 기본 파릴 렌-C.

포토 리소그래피 정의 파릴 렌-C에 대한 세포 패터닝 : 그런가<sub&gt; 2</sub&gt; 기판

이 프로토콜은 시험 관내에서 근육 세포의 수축력을 측정하기위한 유연한 배양 표면과 같은 실리콘 마이크로 캔틸레버의 사용을 설명한다. 셀룰러 수축 측정 기록하고, 시험 관내에서 수축력을 측정하는 비 침습적이고 확장 가능한 시스템을 제공하고, 힘의 판독 값으로 변환 할 수 외팔보 굽힘을 야기.

마이크로 실리콘 캔틸레버의 이용은 세포 수축 기능을 평가하기 위해 체외

유체 구성 요소와 통합된 미세 가공 장치는 생체 내 미세 환경을 모방한 세포 연구를 위한 체외 플랫폼을 제공합니다. 우리는 단일 또는 공존하는 화학적/전기적/전단 응력 자극 하에서 세포 반응을 연구하기 위해 폴리메틸메타크릴레이트 기반 미세유체 칩을 개발했습니다.

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Somitogenesis를 지배하는 신호 진동의 기능적 조사를위한 미세 유체 학적 접근법

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유연하고 신뢰할 수 있는 접착을 위한 접근 가능한 실리콘 칩-멤브레인 밀봉 절차

학습하세요 실리콘 마이크로칩을 이용한 세포 상호작용 조작 방법을 간세포와 기질 세포 공배양에 적용하여 세포 간 통신 메커니즘을 동적으로 연구하는 실험 기술입니다.

세포 세포 상호 작용을 조작에 대한 실리콘 마이크로 칩

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