$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Opmerking: Een overzicht van het gehele MEMA-proces, inclusief de geschatte tijd, wordt beschreven in het stroomdiagram in Figuur 1. Dit protocol Details de fabricage van MEMAs in 8-well platen. Het protocol kan worden aangepast voor andere platen of dia's.
1. bereiding van eiwitten, verdunningsmiddelen en kleurings buffers
- Evenwichts flacons met ECMs, liganden en cytokines op kamertemperatuur (RT) en centrifugeer kort. Voeg het juiste volume van de juiste RT-buffer toe zoals aangegeven op het productgegevensblad. Volg de aanbeveling van de fabrikant voor voorraad concentraties.
Opmerking: In tabel 1 en tabel 2vindt u een volledige lijst van de liganden en ecm's met hun voorraad en de uiteindelijke concentraties. Beide liganden en Ecm's worden meestal gebruikt bij de hoogste concentratie van het bereik dat door de fabrikant wordt aanbevolen en die een biologisch effect uitlokken in standaardcultuur testen van 2 dagen. Behandel eiwitten zachtjes en in bioveiligheidskasten onder laminaire stroming om verontreiniging te voorkomen.
- Inincuberen flesjes met zachte schommelen bij RT voor 1 uur. Vortex eiwitten niet, want dit kan leiden tot denatureren.
- Aliquot eiwitten voor lange termijn opslag, zodat alle aliquots alleen voor eenmalig gebruik zijn om afbraak met herhaalde vries/dooi cycli te voorkomen. Bewaar gelyofiliseerde eiwitten bij-80 °C (tenzij anders aangegeven) totdat het nodig is. Zorg voor het verzamelen van alle metadata voor toekomstig gebruik, zoals: (i) eiwit naam, (II) datum voorbereid, (III) partij/partijnummer, (IV) leverancier, (v) catalogus nummer, (VI) concentratie, (VII) volume, en (VIII) Voorbereider.
- Bereid een verdunnings vloeistof buffer met 20% (v/v) glycerol, 10 mM EDTA, 200 mM tris-HCl, pH 7,2 en filter steriliseren. Bewaar deze buffer steriel en bewaar deze bij RT.
- Bereid de kleurings buffer voor met 2% (w/v) BSA, 1 mM MgCl2en 0,02% Nan3 in fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS). Filter en bewaar bij 4 °C.
2. bereiding van een ECM-bron plaat
- Verwijder aliciteerde voorraden ECM-eiwitten die moeten worden gedrukt en ontdooien op ijs. Noteer alle lotnummers voor het bijhouden van metagegevens.
- Veeg buisjes van ontdooide eiwitten zachtjes om een goede resuspensie te garanderen en in een centrifuge te draaien.
-
Maak ECM-print mengsels (Epm's) en een fluorescerende fiducial om te worden gebruikt door een vloeistof behandelings robot die de gerandomiseerde 384-well-bron platen zal maken.
Opmerking: de 384-well bron platen worden gebruikt door een touch PIN array printer om de bedrukte arrays te maken in 8 well Plates.
- Label 1,5 mL micro centrifugebuizen voor elke EPM en de fiducial.
- Bereid elke EPM met een combinatie van 125 μL verdunningsmiddel buffer (zie stap 1,4) met het juiste volume ECM-voorraad en breng het mengsel tot een totaal volume van 250 μL met PBS. De uiteindelijke concentraties in elke EPM-buis zullen 1x ECM-eiwitten, 5 mM EDTA, 10% glycerol en 100 mM tris zijn.
- Maak een fluorescerende fiducial door het op te lossen in de door de fabrikant gespecificeerde juiste buffer en breng 250 μL over naar een gelabeld fiducial Tube.
3. creatie van de bron plaat met behulp van een Liquid handler
- Ontwerp een 384-well plate layout die de posities van de ECMs willekeurig maakt en is geoptimaliseerd voor de array printer PIN Head die wordt gebruikt. Ontwerp de plaatsing van de fiducial zodat deze wordt afgedrukt in de rij 1, kolom 1 positie van elk goed om te helpen in de matrix oriëntatie.
Opmerking: In totaal worden 14 − 15 replicaten van elke ECM gebruikt om robuuste gegevens te garanderen. Neem extra replicaten van collageen of een andere ECM op die een robuuste bevestiging oplevert voor de beoordeling van de uniformiteit van de binding. De lay-out moet mogelijk meerdere 384-put-platen gebruiken, afhankelijk van het aantal ECMs van belang.
- Breng EPM-buizen over naar een vloeistof behandelaar, houd tubes bij 4 °C met een gekoeld buisrek of met een vloeibare Handling robot die zich in een koude ruimte bevindt.
- Gebruik de software van de Liquid handler om een programma uit te voeren om 15 μL van elke EPM en de fiducial over te brengen naar de vooraf aangewezen putten binnen de 384-bron plaat (en).
- Pipet in alle ongebruikte putjes om de luchtvochtigheid te verhogen en te beschermen tegen uitdroging tijdens het drukproces.
Opmerking: Zie afbeelding 2 voor een voorbeeld van een 384-bron plaat set die is geoptimaliseerd voor een 4 x 7-pins kop en bevat een collageen I-blok en PBS.
- Afdichtings plaat (en) en houd deze bij 4 °C tot u klaar bent om af te drukken.
4. Mema's printen met een array Printing robot
Opmerking: Het volgende deel van het protocol beschrijft specifiek de voorbereiding en het gebruik van MEMA om de impact van verschillende micro-milieu proteïnen op de groei en proliferatie van MCF7 cellen te onderzoeken. Het protocol kan echter gemakkelijk worden aangepast om verschillende liganden, Ecm's en cellen te gebruiken om andere cellijnen en eindpunten van belang te bestuderen.
-
Met behulp van een touch PIN printer, afdrukken EPMs en fiducial spots in 8 put platen. Druk meerdere replicaten van elke ECM-voorwaarde af om de reproduceerbaarheid te garanderen.
Opmerking: andere plaat formaten of-dia's kunnen worden gebruikt voor afdrukken, maar buffer optimalisatie kan nodig zijn om optimale spot vorming te bereiken.
- Print de ECMs voor de MEMA met behulp van 350 μm diameter pinnen gerangschikt in een 4 x 7 printkop configuratie. Print de arrays in de 8-well platen als 20 kolommen door 35 rijen, voor een totaal van ~ 700 vlekken. Grotere arrays zijn mogelijk in deze platen, maar komen met een trade-off van verhoogde randeffecten in zowel celbinding als kleuring.
- Na het printen, bewaar de platen in een exsiccator gedurende minimaal 3 dagen voorafgaand aan het gebruik.
5. creatie van ligand behandelings platen
- Ontwerp een 96-well plate layout inclusief liganden van belang. Om de behandeling van veel MEMA platen tegelijk te vergemakkelijken, ontwerpt u deze plaat met spatiëring die het mogelijk maakt om een meerkanaals pipet te gebruiken met 4 verdeelde tips om vloeistoffen over te brengen tussen de putjes van 8-well MEMAs en een 96-well plate.
Opmerking: In dit protocol wordt de volledige set van liganden die worden vermeld in tabel 2 gebruikt.
- Liganden op ijs ontdooien. Knip en draai elke Tube kort.
- Verdun de liganden met de door de fabrikant aanbevolen buffer (meestal PBS) tot een 200x werkvoorraad.
- Pipet keer 10 μL van elke 200x ligand kolf in de overeenkomstige put binnen de 96-well plate.
- Afdichting en bewaar de platen bij-20 °C.
Opmerking: Maak ligand-behandelings platen in batches, waarbij alle metagegevens voor downstream-analyse worden vastgelegd.
6. culturing cellen op MEMAs
- Blok Mema's gedurende 20 minuten met 2 mL per put van een niet-fouling blokkerende buffer met 1% niet-fouling blokkerende middel (tabel met materialen) in dubbel gedestilleerd water (DDH2O).
- Aanzuig buffer en drievoudige spoel putten met PBS. Om uitdroging te voorkomen, laat u het laatste volume van PBS in putjes tot het celbeplating klaar is.
Opmerking: Het is zeer nuttig om twee bench arbeiders voor celkweek stappen op MEMAs hebben. Een werkbank medewerker kan aspiratie stappen uitvoeren, terwijl de tweede de additie stappen uitvoert. Het wordt aanbevolen om een 1 mL multichannel pipet te gebruiken met tips die zijn gespatieerd om de 8-Wells plaat te passen voor pipetteren en een Y-Splitter met twee Pasteur-pipetten om meerdere putten tegelijk te aspireren.
- Zaad 2 x 105 MCF7 cellen per goed in 2 ml van dulbecco's gemodificeerde eagle's medium (DMEM) medium met 10% foetaal runderserum (FBS).
Opmerking: Voorafgaand aan een volledig MEMA-experiment, voert u een celtitratie-experiment uit om celaantallen zodanig te optimaliseren dat MEMA-vlekken hoge celaantallen hebben (maar niet Confluent zijn) aan het einde van de gewenste experimentele duur.
- Na 2 − 18 h van adhesie, aspiraat medium en vervangen door 2 ml verlaagd groeimedium (DMEM met 0,1% FBS).
Opmerking: Verlaagd serum (bijv. 0,1% FBS) of groeifactor-verarmd omstandigheden kunnen op dit moment worden gebruikt om de stimulerende impact van specifieke liganden te isoleren.
- Een ligand-behandelings plaat op ijs ontdooien. Centrifugeer de ontdooide plaat bij 200 x g gedurende 1 minuut.
- Breng 200 μL medium van elke put in de kweek plaat over naar de juiste put in de behandelings plaat. Pipet omhoog en omlaag om ligand volume te mengen met medium en breng dit mengsel terug naar de juiste put in de MEMA plaat.
- Licht rots met de hand en retourneer MEMA platen naar de incubator. Cultuur voor de duur van het experiment in aanwezigheid van de ligand/ECM combinatie bij 37 °C en 5% CO2.
Opmerking: Een typische MEMA experiment loopt voor 72 h; experimenten met langere duur kunnen vervanging van medium en herbehandeling met ligand vereisen.
- Pulse MEMA Wells bij 71 h met 100x 5-ethynyl-2'-deoxyuridine (EdU) voor een uiteindelijke concentratie van 10 μM. inbroed in experimentele omstandigheden met EdU gedurende 1 uur bij 37 °C en 5% CO2.
Opmerking: Andere Live Cell behandelingen kunnen ook op dit moment worden gebruikt.
7. fixatie en kleuring van de Mema's
- Na 72 h en eventuele Live-cel behandelingen, aspiraat Wells. Fixeer Mema's in 2 mL per put van 2% Paraformaldehyde (PFA) gedurende 15 min bij RT.
- Aspirate PFA. Permeabilize met 2 ml per put van 0,1% nietionogene oppervlakteactieve stof gedurende 15 min.
- Aspireren de nonionische oppervlakteactieve stof en wassen met 2 mL per put van PBS. De aspirate PBS. Was met 2 mL PBS met 0,05% Polysorbaat 20 (PBS-T).
Opmerking: Het MEMA-oppervlak is hydrofoob en het niet wassen met PBS-T vóór de incubatie van vlekken en antilichamen zal resulteren in de vorming van holtes in putten tijdens incubatie stappen en aanleiding geven tot kleurings artefacten.
- Aspirate PBS-T. Voeg EdU-detectie reactie reagentia toe. Incuberen voor 1 uur op RT, schommelen en beschermd tegen licht. Na 1 uur incubatie, dorst lessen-reactie met de meegeleverde commerciële dorst lessen-buffer.
Opmerking: EdU detectie en vlekken/antilichaam stappen kunnen worden uitgevoerd in 1,5 mL per goed om de kosten te verlagen.
- Zuig de dorst lessen-buffer op en was met PBS-T voordat u met vlekken of antilichamen inbroed.
- Inincuberen MEMA putten met antilichamen tegen Histon H3K9me3 (1:1000) en fibrillarin (1:400) in kleurings buffer met 2% (w/v) boviene serumalbumine (BSA), 1 mM MgCl2 en 0,02% Nan3 's nachts bij 4 °c.
Opmerking: Voer antilichaamtitraties uit om optimale concentraties te bepalen voordat u ze op een volledige MEMA-set gebruikt.
- Na primair antilichaam of vlek incubatie, was Wells 2x met PBS en één keer met PBS-T.
- Voeg secundaire antilichamen toe (Donkey anti-muis IgG en Donkey anti-konijn IgG, beide 1:300) en 0,5 μg/mL 4 ′ 6 ‐ diamidino ‐ 2 ‐ phenylindole (DAPI). Inincuberen voor 1 uur bij RT in het donker.
- Was Wells 2x met 2 mL per putje van PBS en laat ze in de laatste 2 mL PBS.
- Ga verder naar Imaging of bewaar gekleurd MEMAs voor latere beeldvorming in PBS bij 4 °C beschermd tegen licht.
8. beeldvorming van Mema's
- Afbeelding MEMA op een geautomatiseerd beeldvormings systeem met geschikte fluorescerende detectie kanalen.
- Uitvoer resulterende afbeeldingsgegevens naar een beeldbeheersysteem. Segmenteer cellen en bereken intensiteitsniveaus met CellProfiler8.
9. gegevensanalyse
Opmerking: Gegevensanalyse bestaat uit normalisatie, variatie correctie en samenvatting van de onbewerkte CellProfiler afgeleide gegevens. In dit geval wordt de R-omgeving met aangepaste code gebruikt om alle stappen uit te voeren. Echter, elke statistische omgeving of softwareprogramma kan worden gebruikt om de equivalente acties uit te voeren. Een voorbeeld van de open source aangepaste code voor de R-omgeving voor analyse is beschikbaar op: https://www.Synapse.org/#!Synapse:syn2862345/wiki/72486.
- De gesegmenteerde afbeeldingsgegevens vooraf verwerken en normaliseren.
- Bepaal het aantal steun cellen met behulp van de DAPI gebeitste kernen.
- Auto-Gate EdU-intensiteit om cellen te labelen als EdU+. Meet de proliferatie met behulp van het aandeel van EdU+ -cellen op elke plek.
- Mediaan vat cytoplasmische vlekken en nucleaire morfologie metingen op het niveau van de spot.
- Voer verwijdering van ongewenste variatie (RUV) normalisering op de gegevens om gegevenskwaliteit9te verbeteren.
Opmerking: Deze aanpak wordt toegepast op elke intensiteit en morfologie signaal onafhankelijk als een matrix met matrices met behulp van de rijen en vlekken als de kolommen zoals eerder beschreven9.
- Bivariate löss normalisering toepassen op de RUV genormaliseerde restanten met behulp van de array rij en array kolom als de onafhankelijke variabelen om te corrigeren voor ruimtelijke of intensiteit gerelateerde effecten.
- Zodra de normalisatie is voltooid, de mediaan vat de replicaten voor elke micro-omgeving voorwaarde voor rapportage en verdere analyse.